本书定位准确,突出实用性,在保证内容反映国内外机械学科最新发展的基础上,以满足应用型本科院校的本科专业教学要求,实现专业的业务培养目标为基本原则。体系新颖,结构合理,把握机械相关学科、课程之间的关系,各课程教材既反映本学科发展水平,保证教材自身体系的完整性,又避免内容的重复,全系列丛书形成一个完整紧密的体系架构。注重基本理论、基本特性和性能,又注重现行设计方法的理论依据和工程背景,面向就业,培养能力和职业素质。按照科学发展观,从可持续发展的角度结合课程特点,反映了学科现代新理论、新技术、新材料、新工艺,并借鉴了国内外最新优秀教材
本书主要讨论自动控制系统的一般分析和综合方法及基本理论,主要内容包括:绪论,控制系统的数学模型,控制系统的时域分析法,控制系统的频域分析法,控制系统的综合与校正,离散控制系统。
作为机械类专业本、专科基础教材,本书涵盖了经典控制理论的基本原理和基本知识,内容与机械类研究生课程现代控制理论相衔接。
本书可作为高等院校近机类专业本、专科学生学习控制工程基础课程的教材或参考书,也可作为从事机械工程和电气工程工作的技术人员的参考用书。
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 自动控制的基本控制方式及自动控制系统的组成
1.2.1 开环控制
1.2.2 闭环控制
1.2.3 复合控制
1.2.4 自动控制系统的基本组成
1.3 自动控制系统的类型
1.3.1 按输入信号的运动规律进行分类
1.3.2 按系统元件的信号特性或描述系统动态特性的数学模型进行分类
习题一
第2章 控制系统的数学模型
2.1 拉普拉斯变换
2.1.1 拉氏变换及其性质
2.1.2 拉氏逆变换
2.2 微分方程
2.2.1 线性单元(泛指元件或系统,下同)的微分方程
2.2.2 线性定常微分方程的拉氏变换解法
2.2.3 线性系统的重要特性
2.3 传递函数
2.3.1 传递函数基本概念
2.3.2 系统的特征根、极点和零点
2.3.3 传递函数的一般表达式
2.3.4 基本环节及其传递函数
2.4 系统的结构图及其等效变换
2.4.1 结构图符号及系统结构图
2.4.2 结构图的等效变换
习题二
第3章 控制系统的时域分析法
3.1 控制系统的稳定性分析
3.1.1 判定线性系统稳定性的基本准则
3.1.2 劳斯稳定性判据
3.2 控制系统的瞬态响应分析
3.2.1 一阶系统的单位阶跃晌应
3.2.2 二阶系统的单位阶跃响应
3.2.3 系统的瞬态响应性能指标
3.2.4 高阶系统单位阶跃响应的一般规律
3.3 控制系统的误差分析
3.3.1 有关稳态误差的基本概念
3.3.2 典型控制信号作用下系统的稳态误差和稳态误差系数
3.3.3 有扰动外作用时系统的稳态误差
习题三
第4章 控制系统的频域分析法
4.1 频率特性定义
4.2 频率特性几何表示法
4.2.1 幅相频率特性图
4.2.2 对数频率特性图
4.3 闭环系统的频率特性
4.3.1 闭环系统的频率特性
4.3.2 控制系统频域性能指标
4.4 最小相位传递函数与最小相位系统
4.5 控制系统稳定性的频域分析法
4.5.1 奈奎斯特稳定性判据
4.5.2 奈奎斯特稳定性判据的推论
4.5.3 系统的相对稳定性
4.5.4 高阶系统时域性能指标与频域性能指标间的近似关系
习题四
第5章 控制系统的综合与校正
5.1 系统综合与校正概述
5.1.1 系统设计指标
5.1.2 系统设计的一般过程和系统校正的基本概念
5.2 基本控制规律
5.2.1 比例(P)控制律
5.2.2 比例微分(PD)控制律
5.2.3 积分(I)控制律
5.2.4 比例积分(PI)控制律
5.2.5 比例积分微分(PID)控制律
5.3 串联校正
5.3.1 串联超前校正
5.3.2 串联滞后校正
5.3.3 串联滞后一超前校正
5.3.4 串联校正综合法
5.4 反馈校正
5.4.1 反馈校正作用
5.4.2 确定反馈校正装置的综合法
5.5 顺馈校正与复合控制系统
5.5.1 按输入补偿的复合控制原理
5.5.2 按扰动补偿的复合控制原理
习题五
第6章 离散控制系统
6.1 有关离散控制系统的基本概念
6.2 信号的采样、保持及转换
6.2.1 采样过程
6.2.2 采样定理
6.2.3 零阶保持器
6.2.4 A/D与D/A转换
6.3 Z变换及其反变换
6.3.1 Z变换
6.3.2 Z反变换
6.4 离散系统的数学模型
6.4.1 差分方程及其解法
6.4.2 脉冲传递函数
6.5 离散系统的稳定性分析
6.5.1 [s]平面到[z]平面的映射
6.5.2 离散系统稳定的充分必要条件
6.5.3 W变换及基于W变换的离散系统的稳定性分析
6.6 离散系统的稳态误差分析
6.6.1 离散系统稳态误差的计算方法
6.6.2 离散系统的型别与稳态误差系数
6.7 离散系统的瞬态响应分析
6.7.1 瞬态响应分析方法
6.7.2 采样器和零阶保持器对系统动态性能的影响
6.7.3 闭环脉冲传递函数极点分布与系统瞬态响应的关系
习题六
参考文献