控制工程導(dǎo)論

前言
1 自動(dòng)控制的一般概念
1.1 控制、自動(dòng)控制及自動(dòng)控制系統(tǒng)
1.2 自動(dòng)控制的基本控制方式
1.2.1 開(kāi)環(huán)控制
1.2.2 反饋控制
1.2.3 復(fù)合控制
1.3 反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及分類(lèi)
1.3.1 反饋控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
1.3.2 反饋控制系統(tǒng)分類(lèi)
1.4 控制工程基礎(chǔ)概要
1.4.1 系統(tǒng)建模
1.4.2 系統(tǒng)分析
1.4.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)校正
2 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.1 控制系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型
2.1.1 控制系統(tǒng)時(shí)域數(shù)學(xué)模型建立的基本方法
2.1.2 控制系統(tǒng)時(shí)域數(shù)學(xué)模型建立示例
2.1.3 非線(xiàn)性微分方程線(xiàn)性化
2.2 控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型
2.2.1 傳遞函數(shù)
2.2.2 典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)
2.3 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及其簡(jiǎn)化
2.3.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖基本單元、概念及畫(huà)法
2.3.2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖簡(jiǎn)化
2.4 控制系統(tǒng)的信號(hào)流圖
2.4.1 系統(tǒng)信號(hào)流圖畫(huà)法
2.4.2 根據(jù)系統(tǒng)的信號(hào)流圖求取閉環(huán)傳遞函數(shù)
小結(jié)
習(xí)題
3 線(xiàn)性定常系統(tǒng)的時(shí)域分析法
3.1 典型輸入信號(hào)
3.2 線(xiàn)性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
3.2.1 穩(wěn)定性的概念
3.2.2 系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件
3.2.3 系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)
3.2.4 勞斯-赫爾維茨判據(jù)應(yīng)用
3.3 線(xiàn)性定常系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析
3.3.1 典型二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析
3.3.2 典型二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)
3.3.3 改善典型二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的方法
3.3.4 高階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析
3.4 線(xiàn)性定常系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算
3.4.1 系統(tǒng)誤差及系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的概念
3.4.2 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算
3.4.3 反饋系統(tǒng)在擾動(dòng)作用下系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算
3.4.4 復(fù)合控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算
小結(jié)
習(xí)題
4 線(xiàn)性系統(tǒng)的根軌跡
4.1 根軌跡與根軌跡方程
4.1.1 根軌跡
4.1.2 根軌跡中系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)零極點(diǎn)與開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)零極點(diǎn)的關(guān)系
4.1.3 根軌跡方程
4.2 根軌跡繪制的基本法則
4.3 系統(tǒng)根軌跡的繪制實(shí)例
4.4 系統(tǒng)性能的根軌跡分析
4.4.1 系統(tǒng)性能的定性分析
4.4.2 附加開(kāi)環(huán)零點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)性能的改善
小結(jié)
習(xí)題
5 線(xiàn)性定常系統(tǒng)的頻域分析法
5.1 頻率特性的基本概念及幾何表示方法
5.1.1 頻率特性的基本概念
5.1.2 頻率特性的幾何表示方法
5.2 典型環(huán)節(jié)頻率特性繪制及特點(diǎn)
5.2.1 比例環(huán)節(jié)
5.2.2 慣性環(huán)節(jié)
5.2.3 積分環(huán)節(jié)
5.2.4 微分環(huán)節(jié)
5.2.5 振蕩環(huán)節(jié)
5.2.6 不穩(wěn)定慣性環(huán)節(jié)
5.3 閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)頻率特性繪制
5.3.1 開(kāi)環(huán)頻率特性繪制方法
5.3.2 開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性及對(duì)數(shù)相頻特性繪制
5.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性的頻域判據(jù)
5.4.1 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
5.4.2 對(duì)數(shù)穩(wěn)定判據(jù)
5.5 系統(tǒng)穩(wěn)定裕度
5.6 小相位系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性與閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)及穩(wěn)態(tài)性能的關(guān)系
5.6.1 低頻段與系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的關(guān)系
5.6.2 斜率對(duì)的影響
5.6.3 開(kāi)環(huán)增益K對(duì)的影響
5.6.4 與系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的關(guān)系
小結(jié)
習(xí)題
6 線(xiàn)性定常系統(tǒng)的校正
6.1 線(xiàn)性定常系統(tǒng)校正的概念、方式和方法
6.1.1 線(xiàn)性定常系統(tǒng)校正的概念
6.1.2 線(xiàn)性定常系統(tǒng)校正的方式
6.1.3 線(xiàn)性定常系統(tǒng)校正的方法
6.2 常用校正裝置及其控制規(guī)律
6.2.1 超前校正及其裝置
6.2.2 滯后校正及其裝置
6.2.3 滯后超前校正及其裝置
6.3 應(yīng)用頻域分析法進(jìn)行串聯(lián)校正的基本方法及步驟
6.4 工程設(shè)計(jì)方法
6.4.1 典型“I”型系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
6.4.2 典型“II”型系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
6.5 線(xiàn)性定常系統(tǒng)的復(fù)合控制校正
小結(jié)
習(xí)題
7 線(xiàn)性采樣系統(tǒng)分析
7.1 離散采樣系統(tǒng)的基本概念
7.2 z變換理論
7.2.1 z變換定義
7.2.2 典型信號(hào)的z變換
7.2.3 z變換定理
7.2.4 z變換說(shuō)明
7.2.5 z變換的局限性
7.3 采樣與信號(hào)保持
7.3.1 采樣過(guò)程數(shù)學(xué)描述
7.3.2 采樣定理
7.3.3 信號(hào)的復(fù)現(xiàn)與保持器
7.4 脈沖傳遞函數(shù)
7.4.1 脈沖傳遞函數(shù)的定義
7.4.2 脈沖傳遞函數(shù)與差分方程的關(guān)系
7.4.3 脈沖傳遞函數(shù)的求法
7.4.4 串聯(lián)環(huán)節(jié)的脈沖傳遞函數(shù)
7.4.5 有零階保持器的開(kāi)環(huán)脈沖傳遞函數(shù)
7.4.6 閉環(huán)系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)
7.5 離散采樣系統(tǒng)的性能分析
7.5.1 離散采樣系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
7.5.2 離散采樣系統(tǒng)的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算
7.5.3 離散采樣系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析
7.6 離散采樣系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)的性能對(duì)比
小結(jié)
習(xí)題
8 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析
8.1 狀態(tài)空間分析法的基本概念
8.2 線(xiàn)性系統(tǒng)狀態(tài)空間模型的建立
8.2.1 利用系統(tǒng)微分方程建立狀態(tài)空間方程
8.2.2 利用系統(tǒng)傳遞函數(shù)建立狀態(tài)空間方程
8.2.3 線(xiàn)性系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程與傳遞函數(shù)的關(guān)系
8.2.4 狀態(tài)空間方程之間的轉(zhuǎn)換