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内容简介

　　《自动控制原理（第2版）/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·普通高等教育电气工程自动化系列规划教材》强化了工程应用背景，系统介绍了现代MATLAB应用技术，包括建模、时域分析、根轨迹绘制、频域分析、前馈校正、离散系统分析、描述函数法计算，以及线性系统可控性、观测性和李雅普诺夫稳定性判别等内容。

内页插图

目录

第2版前言
第1版前言
第1章 自动控制的基本概念
1.1 概述
1.2 自动控制的基本原理
1.2.1 自动控制系统举例
1.2.2 自动控制系统的构成
1.3 自动控制系统的基本控制方式
1.3.1 开环控制
1.3.2 闭环控制
1.3.3 复合控制
1.4 自动控制系统的分类
1.4.1 按输入信号特征分类
1.4.2 按系统数学模型分类
1.4.3 按时间变量特性分类
1.4.4 按系统参数特性分类
1.5 对控制系统性能的基本要求
1.5.1 稳定性
1.5.2 快速性
1.5.3 准确性
1.6 MATLAB在控制系统研究中的应用
习题
第2章 控制系统的数学模型
2.1 概述
2.2 控制系统微分方程的建立
2.2.1 典型控制系统的数学模型
2.2.2 非线性微分方程的线性化
2.3 传递函数
2.3.1 传递函数的概念和性质
2.3.2 典型环节的传递函数
2.4 控制系统的结构图与信号流图
2.4.1 结构图的概念
2.4.2 控制系统结构图的建立
2.4.3 结构图的等效变换
2.4.4 信号流图
2.4.5 梅逊公式
2.5 控制系统的传递函数
2.6 控制系统数学模型的MATLAB描述
2.6.1 MATLAB中传递函数的描述方法
2.6.2 应用MATLAB函数化简结构图
2.6.3 应用Simulink求控制系统的传递函数
习题
第3章 时域分析法
3.1 概述
3.2 瞬态响应
3.2.1 典型输入信号
3.2.2 一阶系统的瞬态响应
3.2.3 二阶系统的瞬态响应
3.2.4 时域性能指标
3.2.5 瞬态响应分析
3.2.6 线性定常系统的重要特性
3.2.7 高阶系统的近似分析
3.3 稳定性
3.3.1 稳定性的基本概念
3.3.2 劳斯判据
3.3.3 赫尔维茨判据
3.4 稳态误差分析
3.4.1 稳态误差的概念
3.4.2 稳态误差的计算
3.4.3 降低稳态误差的主要措施
3.5 应用MATLAB进行控制系统时域分析
3.5.1 系统的稳定性分析
3.5.2 系统的瞬态响应分析
3.5.3 系统的稳态误差分析
习题
第4章 根轨迹分析法
4.1 概述
4.2 根轨迹的概念
4.3 根轨迹的绘制
4.3.1 绘制根轨迹的基本规则
4.3.2 根轨迹绘制举例
4.4 广义根轨迹的绘制
4.4.1 参变量根轨迹的绘制
4.4.2 正反馈系统根轨迹的绘制
4.5 控制系统的根轨迹分析
4.5.1 性能指标在s平面上的表示
4.5.2 开环零、极点对根轨迹的影响
4.5.3 闭环零、极点分布与系统性能的关系
4.6 利用MATLAB绘制根轨迹图
习题
第5章 频域分析法
5.1 概述
5.2 频率特性
5.2.1 频率特性的基本概念
5.2.2 频率特性的求取
5.3 频率特性的图示方法
5.3.1 极坐标图
5.3.2 对数坐标图
5.3.3 对数幅相图
5.4 频域稳定性判据
5.4.1 映射定理
5.4.2 奈奎斯特稳定判据
5.5 控制系统的稳定裕量
5.5.1 相角裕量
5.5.2 幅值裕量
5.5.3 稳定裕量的计算
5.5.4 稳定裕量与瞬态性能指标之间的关系
5.6 控制系统的闭环频率特性
5.6.1 闭环频率特性曲线的绘制
5.6.2 闭环频域性能指标
5.6.3 闭环频域性能指标与瞬态性能指标之间的关系
5.7 利用用MATLAB进行控制系统频域分析
5.7.1 对数坐标图的绘制
5.7.2 极坐标图的绘制
5.7.3 对数幅相图的绘制
习题
第6章 线性控制系统的校正
6.1 概述
6.2 校正装置及其特性
6.2.1 无源校正装置
6.2.2 有源校正装置
6.2.3 PID调节器
6.3 串联校正
6.3.1 串联超前校正
6.3.2 串联滞后校正
6.3.3 串联滞后-超前校正
6.4 反馈校正
6.4.1 反馈校正的原理及特点
6.4.2 反馈校正及其参数确定
6.5 复合校正
6.5.1 复合校正的原理及特点
6.5.2 复合校正及其参数确定
6.6 应用MATLAB进行系统校正
6.6.1 应用MATLAB程序进行系统校正
6.6.2 Simulink环境下的系统设计和校正
习题
第7章 离散控制系统
7.1 概述
7.2 采样过程与采样定理
7.2.1 采样过程及其数学描述
7.2.2 采样定理
7.2.3 信号的保持
7.3 Z变换理论
7.3.1 Z变换定义和性质
7.3.2 Z变换方法
7.3.3 Z反变换方法
7.4 离散控制系统的数学描述
7.4.1 线性常系数差分方程
7.4.2 脉冲传递函数
7.5 离散控制系统的稳定性分析及瞬态响应
7.5.1 稳定性分析
7.5.2 瞬态响应
7.6 离散控制系统的稳态误差
7.7 离散系统的数字控制器设计
7.8 MATuB在离散控制系统中的应用
7.8.1 离散系统数学模型的建立
7.8.2 离散控制系统的数学分析
习题
第8章 非线性系统分析
8.1 概述
8.2 非线性系统的特点
8.2.1 典型非线性特性
8.2.2 非线性系统的运动特点
8.3 相平面法
8.3.1 相平面的基本概念
8.3.2 相平面图的绘制
8.3.3 奇点和极限环
8.3.4 相平面分析举例
8.4 描述函数法
8.4.1 描述函数的基本概念
8.4.2 典型非线性特性的描述函数
8.4.3 用描述函数法分析非线性系统
8.5 MATLAB在非线性控制系统分析中的应用
8.5.1 利用Simulink绘制非线性系统相轨迹图
8.5.2 利用MATAB判断非线性系统的稳定性及自激振荡
习题
附录 部分习题参考答案
参考文献

前言/序言

　　在工业生产和科学技术的发展过程中，自动控制起着极其重要的作用。自动控制作为一种技术手段，不仅提高了劳动生产率和产品质量，改善了人们的劳动条件和生活环境，而且在人类征服自然、探索新能源、开发太空等方面都做出了极其重大的贡献。
　　自动控制理论的发展初期是以反馈理论为基础的自动调节原理，随着科学和技术的进步，现已发展成为一门独立的学科。根据自动控制理论发展的不同阶段，自动控制理论一般可分为“经典控制理论”和“现代控制理论”两大部分。经典控制理论也称古典控制理论，主要研究单输入和单输出、线性、定常系统，以及具有典型非线性环节系统的分析和设计方法；而现代控制理论主要研究多输入和多输出、线性或非线性、定常或时变系统的分析和设计方法。本书介绍的是“经典控制理论”部分。
　　自动控制原理是自动化学科的重要理论基础，专门研究自动控制系统中的基本概念、基本原理和基本方法，是一门理论性较强的课程。为了适应自动控制技术和控制理论发展以及现代化教学的需要，我们在2007年出版的《自动控制原理》的基础上，结合目前本科院校自动化专业“自动控制原理”教学大纲，且以作者30余年的教学讲义为基础，在广泛参考国内外优秀教材，集全体参编者多年教学经验的基础上进行修订，适用于自动化专业及其他电气信息类专业本科生使用。
　　本次修订除了保持原书深入浅出、基本理论清晰、系统性和逻辑性强的特点外，侧重于工程系统的设计。增加了复合控制的分析及设计方法、离散系统的数字控制器设计方法，以适于实际工程系统的应用。鉴于近年来MATIAB在理工科教学中的广泛应用，为自动控制系统的分析和设计带来了极大的方便，本书引入了MATLAB软件包应用技术，结合自动控制理论的基本概念和分析方法的讲解，对每章的内容应用MATLAB及控制系统工具箱进行计算机辅助分析和设计，以利于读者更好地掌握控制理论与应用技术，提高分析问题和解决问题的能力。
　　本书设计和丰富了原书的例题和习题，继续提供了部分习题参考答案，便于读者自学。
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