 | 书 名: 自动控制原理
作 者: 谢克明
出 版 社: 电子工业出版社
ISBN : 712100062
原 价: ￥25
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目 录 第1章 引论 1. 1 开环控制和闭环控制 1. 1. 1 开环控制 1. 1. 2 闭环控制 反馈控制 1. 2 自动控制系统的组成及术语 1, 3 自动控制系统的类型 1. 3. 1 按信号流向划分 1. 3. 2 按系统输入信号划分 1. 3. 3 线性系统和非线性系统 1. 3. 4 定常系统和时变系统 1. 3. 5 连续系统和离散系统 1. 3. 6 单输入单输出系统与多输入多输出系统 1. 4 自动控制系统性能的基本要求 1, 5 自动控制课程的主要任务 1. 5. 1 阶跃函数 1. 5. 2 斜坡函数 等速度函数 l. 5. 3 抛物线函数 等加速度函数 1. 5. 4 脉冲函数 1. 5. 5 正弦函数 1. 6 自动控制系统实例 l. 6. 1 造纸机分部传动控制系统 1. 6. 2 谷物湿度控制系统 1. 6. 3 烘烤炉温度控制系统 本章小结 习题 第2章 线性系统的数学模型 2. 1 线性系统的微分方程 2. 2 微分方程的线性化 2. 3 传递函数 2. 3. 1 传递函数 2. 3. 2 传递函数的特点 2. 3. 3 典型环节的传递函数 2. 4 方框图 2. 4. 1 方框图 2. 4. 2 系统方框图的构成 2. 4. 3 环节间的连接 2. 4. 4 方框图的变换和简化 2. 5 信号流图 2. 5. 1 信号流图的定义 2. 5. 2 系统的信号流图 2. 5, 3 信号流图的定义和术语 2. 5. 4 信号流图的性质 2. 5. 5 信号流图的简化 2. 5. 6 信号流图的增益公式 2. 6 MATLAB中数学模型的表示 2. 6. 1 传递函数 2. 6. 2 传递函数的特征根及零极点图 2. 6. 3 控制系统的方框图模型 2. 6. 4 控制系统的零极点模型 2. 6. 5 状态空间表达式 本章小结 习题 第3章 控制系统的时域分析 3. 1 线性定常系统的时域响应 3. 2 控制系统时域响应的性能指标 3. 2. 1 稳态性能指标 3. 2. 2 动态性能指标 3. 3 线性定常系统的稳定性 3. 3. 1 稳定性的概念 3. 3. 2 线性定常系统稳定的充分必要条件 3. 3. 3 劳斯判据 3. 3. 4 赫尔维茨判据 3. 3. 5 系统参数对稳定性的影响 3. 3. 6 相对稳定性和稳定裕量 3. 4 系统的稳态误差 3. 4. 1 误差及稳态误差的定义 3. 4. 2 稳态误差分析 3. 4. 3 稳态误差的计算 3. 4. 4 应用静态误差系数计算给定信号作用下的稳态误差 3. 4. 5 扰动信号作用下的稳态误差与系统结构的关系 3. 4. 6 改善系统稳态精度的途径 3. 5 一阶系统的时域响应 3. 5. 1 数学模型 3. 5. 2 单位阶跃响应 3. 5. 3 性能指标 3. 5. 4 一阶系统的单位脉冲响应 3. 6 二阶系统的时域响应 3. 6. l 二阶系统的数学模型 3. 6. 2 二阶系统的单位阶跃响应 3. 6. 3 二阶系统的单位脉冲响应 3. 7 高阶系统的瞬态响应 3. 7. 1 高阶系统的瞬态响应 3. 7. 2 高阶系统的降阶 3. 7. 3 零极点对阶跃响应的影响 3. 8 用MATLAB和Simulink进行瞬态响应分析 3. 8. 1 单位脉冲响应 3. 8. 2 单位阶跃响应 3. 8. 3 斜坡响应 3. 8. 4 任意函数作用下系统的响应 3. 8. 5 Simulink中的时域响应举例 本章小结 习题 第4章 根轨迹法 4. 1 根轨迹的基本概念 4. 2 绘制典型根轨迹 4. 3 特殊根轨迹图 4. 4 用MATLAB绘制根轨迹图 4. 5 控制系统的根轨迹分析 本章小结 习题 第5章 控制系统的频域分析 5. 1 频率特性 5. 1. 1 频率特性概述 5. 1. 2 频率特性的求取 5. 1. 3 频域性能指标 5. 2 典型环节的频率特性 5. 2. 1 概述 5. 2. 2 典型环节的频率特性 5. 3 系统的开环频率特性 5. 3. 1 系统的开环对数频率特性 5. 3. 2 系统开环极坐标图 奈氏图 5. 3. 3 最小相位和非最小相位系统 5. 4 奈奎斯特稳定判据 5. 4. 1 映射定理 5. 4. 2 Nyquist轨迹及其映射 5. 4. 3 Nyquist稳定判据 5. 4. 4 Nyquist稳定判据二 5. 4. 5 Nyquist对数稳定判据 5. 5 控制系统的相对稳定性 5. 5. l 增益裕度 5. 5. 2 相角裕量 5. 5. 3 用幅相频率特性曲线分析系统稳定性 5. 6 闭环频率特性 5. 6. 1 等M圆 等幅值轨迹 5. 6. 2 等N圆 等相角轨迹 5. 6. 3 利用等M圆和等N圆求单位反馈系统的闭环频率特性 5. 6. 4 非单位反馈系统的闭环频率特性 5. 7 用频率特性分析系统品质 5. 7. 1 闭环频域性能指标与时域性能指标的关系 5. 7. 2 开环频率特性与时域响应的关系 5. 8 MATLAB频域特性分析 5. 8. 1 Bode图 5. 8, 2 Nyquist图 5. 8. 3 Nichols图 本章小结 习题 第6章 控制系统的设计和校正 6. 1 概述 6. 1. 1 系统的性能指标 6. 1. 2 系统的校正 6. 2 线性系统的基本控制规律 6. 2. 1 比例 P 控制作用 6. 2. 2 比例微分 PD 控制作用 6, 2. 3 积分 I 控制作用 6. 2. 4 比例积分微分 PID 控制作用 6. 3 校正装置及其特性 6. 3. 1 超前校正装置 6. 3. 2 滞后校正装置 6. 3. 3 滞后-超前校正装置 6. 4 采用根轨迹法进行串联校正 6. 4. 1 串联超前校正 6. 4. 2 串联滞后校正 6. 4. 3 滞后-超前校正 6. 5 频率法进行串联校正 6. 5. 1 频率法的串联超前校正 6. 5. 2 频率法的串联滞后校正 6. 5. 3 频率法的串联滞后-超前校正 6. 5. 4 按期望特性对系统进行串联校正 6. 6 反馈校正 6. 6. 1 比例负反馈校正 6. 6. 2 微分负反馈校正 6. 6. 3 反馈校正的设计 6. 7 复合校正 6. 7. 1 反馈控制与前馈校正的复合控制 6. 7. 2 反馈控制与扰动补偿校正的复合控制 6. 8 基于MATLAB和Simulink的线性控制系统设计 6. 8. 1 相位超前校正 6. 8. 2 相位滞后校正 6. 8. 3 Simulink下的系统设计和校正 本章小结 习题 第7章 非线性系统分析 7. 1 常见非线性特性 7. 1. 1 死区特性 7. 1. 2 饱和特性 7. 1. 3 继电特性 7. 1. 4 间隙特性 7. 2 相平面法 7. 2. 1 相平面的基本概念 7. 2. 2 相轨迹图 7. 3 线性系统的相轨迹 7. 3. 1 二阶线性系统的相轨迹 7, 3. 2 奇点的稳定性 7. 4 非线性系统的相平面分析 7. 4. 1 具有饱和特性的非线性系统 7. 4. 2 具有继电特性的非线性系统 7. 5 描述函数法 7. 5. 1 描述函数定义 7. 5. 2 描述函数的计算 7. 5. 3 非线性系统的描述函数分析 7. 6 基于Simulink的非线性系统分析 本章小结 习题 第8章 采样控制系统 8. 1 概述 8. 2 采样过程与采样定理 8. 3 采样信号保持器 8. 3. 1 零阶保持器 8. 3. 2 一阶保持器 8. 4 Z变换 8. 4. 1 Z变换定义 8. 4. 2 Z变换方法 8. 4. 3 Z变换性质 8. 4. 4 Z反变换 8. 5 采样系统的数学模型 8. 5. 1 线性常系数差分方程 8. 5. 2 差分方程求解 8. 5. 3 脉冲传递函数 Z传递函数 8. 6 采样系统的稳定性分析 8. 6. 1 采样系统的稳定条件 8. 6. 2 劳斯稳定判据 8. 6. 3 朱利稳定判据 8. 6. 4 采样周期与开环增益对稳定性的影响 8. 7 采样系统的稳态误差 8. 7. 1 单位阶跃输入时的稳态误差 8. 7. 2 单位斜坡输入时的稳态误差 8. 7. 3 单位加速度输入时的稳态误差 8. 8 采样系统的暂态响应与脉冲传递函数零. 极点分布的关系 8. 9 采样系统的校正 8. 9. 1 数字控制器的脉冲传递函数 8. 9. 2 最少拍系统的脉冲传递函数 8. 9. 3 求取数字控制器的脉冲传递函数 8. 9. 4 关于闭环脉冲传递函数 z 或 z 的讨论 8. 10 MATLAB在采样系统中的应用 8. 10. 1 连续系统的离散化 8. 10. 2 求采样系统的响应 本章小结 习题 附录A 控制系统的Simulink基础知识 附录B 常用函数的拉普拉斯变换表 附录C 常用函数的Z变换表 附录D 本书所用的MATLAB和Simulink命令 附录E 控制理论术语中英文对照 参考文献
自动控制原理 -图书简介:
本书比较全面地阐述自动控制的基本理论及应用。全书共分8章和5个附录，主要内容包括：线性系统数学模型、时域响应分析、根轨迹分析、频域特性分析、控制系统设计与校正、非线性系统分析、采样控制系统，以及在MATLAB与Simulink支持下对控制系统的计算机辅助分析与设计。全书内容取材新颖，阐述深入浅出，为了便于自学，各章均附有丰富的例题和习题。为了方便教学，本书提供电子课件，具体情况请查阅http：／／edu．phei.com．cn。
本书可作为自动化等相关专业的本科生教材，也可供相关专业的研究生或从事自动化技术工作的人员参考。
前言
自动控制原理是自动化学科的重要理论基础，是专门研究有关自动控制系统中基本概念、
基本原理和基本方法的一门课程，是高等学校自动化类专业的一门核心基础理论课程。学好
自动控制理论对掌握自动化技术有着重要的作用。
本书是为适应自动化学科的发展，拓宽专业面、优化整体教学体系的教学改革形势，按照
“理论讲透，重在应用”的原则，总结了作者多年的教学经验和课程教学改革的成果，参考了国
内外控制理论及应用发展的方向，经反复讨论编写而成的。
全书共分8章及5个附录。主要内容分为4大部分：第一部分包括基本概念、线性系统的
数学模型、时域响应分析、根轨迹分析、频域特性分析、控制系统设计与校正，这些内容属于线
性定常连续控制系统问题，阐明自动控制的3个基本问题，即模型、分析和控制；第二部分阐述
非线性系统的基本理论和分析方法，包括相平面法和描述函数法，目的是为学生进一步学习后
续课程打下一定的基础；第三部分有意加强作为数字控制理论基础的采样控制系统的讨论，重
点介绍采样系统的数学模型、稳定性分析与采样系统的校正；第四部分包括在MATLAB与
Simulink支持下对控制系统的计算机辅助分析与设计，设置于附录A及各章的最后一节中。
本书是根据目前本科院校自动化专业“自动控制原理”的教学大纲而编写的，适用于自动
化专业及其他电气信息类专业本科生使用。编写过程中，作者充分注意到以下几点。
(1)注重体系的基本结构，强调控制理论的基本概念、基本原理和基本方法，内容精练，重
点突出，不以细节为主。
(2)以学生为本，加强能力培养，遵照认识规律，内容叙述力求深入浅出、层次分明；注意
理论的完整性与工程实用性相结合，培养学生的工程意识。
(3)引入了风靡世界的MATLAB软件实现控制系统的辅助分析和设计，以培养学生现
代化的分析与设计能力，以适应21世纪教学现代化的发展要求。
(4)为了便于不同层次的学生和读者自学，各章都附有较丰富的、有难度层次的典型例题
和习题，并有部分习题要求应用MATLAB求解。
(5)给出本书主要专业术语的英文对照，以方便学生阅读相关的英文文献。
本书由谢克明主编，王柏林任副主编。参加编写的人员有：谢刚(第2—3章和附录B，C，
D，E)、王柏林(第4，7章)、刘文定(第5～6章)、刘宏锦(第8章)和谢克明(第1章和附录A)。
全书最后由谢克明统稿。
借此衷心感谢本书的主审李友善教授和责任编辑凌毅女士，同时对在本书编写过程中给
予过帮助的各位人员表示诚挚的谢意。
由于笔者水平有限，书中错误和不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
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