自动控制原理 上PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

自动控制原理 上PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1 自动控制1

1.2反馈控制2

1.3按扰动控制6

1.4控制器的构成7

1.5随动系统与恒值调节系统9

1.6 自动控制理论的发展简史10

1.7 自动控制学科在中国的发展历程16

附录1 中国学者在自动控制理论方面的研究成果18

第2章 控制系统的数学描述42

2.1 引言42

2.2运动对象的微分方程描述43

2.2.1列写原始运动方程组44

2.2.2非线性方程的线性化48

2.2.3为复杂对象建立数学模型49

2.2.4从原始方程组导出单变量微分方程52

2.2.5离散时间运动方程56

2.3微分方程的解的结构与运动的模态57

2.4微分方程的解在初始时刻的跳变61

2.5拉普拉斯变换63

2.5.1拉普拉斯变换的定义65

2.5.2拉普拉斯变换的基本性质66

2.5.3用拉普拉斯变换解线性微分方程71

2.6运动对象的状态空间描述74

2.6.1状态变量、状态向量与状态空间75

2.6.2状态方程与输出方程77

2.6.3从原始方程组导出状态方程组79

2.6.4状态向量的变换90

2.7矩阵指数函数92

2.7.1矩阵指数函数的定义与基本性质92

2.7.2用矩阵指数函数解状态方程96

2.8 状态转移矩阵98

2.9运动对象的传递函数描述101

2.9.1传递函数101

2.9.2框图104

2.9.3传递函数的极点与零点107

2.9.4传递函数的解耦零点109

2.9.5传递函数矩阵113

2.9.6状态空间描述下的传递函数矩阵115

2.10闭环系统的传递函数117

2.10.1复杂框图的传递函数117

2.10.2闭环系统的传递函数120

2.11控制系统的基本单元125

2.12信号流图131

2.13控制系统的系统矩阵描述133

2.13.1 广义状态方程与系统矩阵134

2.13.2系统矩阵描述下的传递函数矩阵141

2.14系统矩阵的严格系统等价变换142

2.14.1严格系统等价变换145

2.14.2传递函数矩阵的史密斯－麦克米伦标准形148

2.14.3传递函数矩阵的极点和零点153

2.15闭环系统的特征多项式156

2.16小结163

附录2.1从框图求传递函数的流程164

附录2.2求多项式矩阵的史密斯标准形的例题167

习题170

第3章 线性控制系统的运动182

3.1 引言182

3.2稳定性问题184

3.2.1运动的稳定性184

3.2.2线性系统运动稳定性的充分必要条件185

3.2.3稳定性的李雅普诺夫定义188

3.2.4李雅普诺夫第一方法190

3.3稳定性的代数判据191

3.3.1 劳斯判据191

3.3.2赫尔维茨判据193

3.3.3谢绪恺－聂义勇判据195

3.4参数对稳定性的影响196

3.5参数的稳定区域198

3.5.1单参数的稳定区域198

3.5.2双参数的稳定区域200

3.6 静态误差201

3.6.1静态误差的定义202

3.6.2静态误差系数203

3.6.3静态误差的物理解释206

3.6.4关于扰动的静态误差207

3.7控制系统的动态性能209

3.7.1 阶跃响应210

3.7.2 冲激响应212

3.8 1阶单输出系统的运动213

3.9简单2阶单输出系统的运动215

3.9.1简单2阶系统的阶跃响应216

3.9.2简单2阶系统的动态性能指标218

3.9.3简单2阶系统的冲激响应221

3.9.4附有微分作用的2阶线性系统221

3.10高阶单输出系统的运动222

3.10.1高阶系统的2阶近似223

3.10.2开环系统的小参数对闭环系统的影响225

3.10.3参数摄动下系统的鲁棒性227

3.11误差积分指标229

3.12交连232

3.13控制系统的校正233

3.13.1 串联校正234

3.13.2局部反馈校正237

3.14小结238

习题238

第4章 线性控制系统的频率响应分析243

4.1 引言243

4.2傅里叶变换与非周期函数的频谱245

4.2.1周期函数的傅里叶级数245

4.2.2非周期函数的傅里叶变换249

4.2.3傅里叶变换与拉普拉斯变换的关系253

4.3频率特性函数254

4.4频率特性图像257

4.4.1幅相频率特性图257

4.4.2对数频率特性图259

4.4.3其他频率特性函数及图像261

4.5基本单元的频率特性函数262

4.6复杂频率特性图的绘制273

4.7频率特性函数的几项重要性质279

4.8奈奎斯特稳定判据283

4.8.1幅角原理283

4.8.2奈奎斯特稳定判据285

4.8.3奈奎斯特稳定判据应用举例289

4.8.4在逆幅相特性图上应用奈奎斯特稳定判据301

4.9控制系统的稳定裕度303

4.10多输入多输出控制系统的特征多项式稳定判据307

4.11 多输入多输出控制系统的特征轨迹稳定判据311

4.12.1对角优势矩阵313

4.12对角优势多变量控制系统的稳定条件313

4.12.2对角优势的函数矩阵316

4.12.3对角优势系统的奈奎斯特稳定判据318

4.13从开环频率特性直接研究闭环系统323

4.13.1 从开环对数频率特性研究闭环系统的稳定性及静态特性323

4.13.2 从开环对数频率特性研究闭环系统的动态性能325

4.14闭环系统的频率特性图337

4.14.1 闭环频率特性各频率段的主要特征338

4.14.2绘制闭环系统频率特性图的列线图340

4.15小结344

附录4.1 1次和2次多项式因子折线对数幅频特性的修正曲线画法344

附录4.4 1次和2次多项式因子的对数相频特性曲线画法345

附录4.3振荡单元谐振点的对数角频率偏移量△μr与谐振峰值△Lr（=20lgMr）345

附录4.2惰性单元折线对数幅频特性的修正量△L（△μ）345

附录4.5惰性单元对数相频特性曲线的数据346

附录4.6振荡单元对数相频特性曲线的数据346

附录4.7 幅角原理的证明347

习题350

第5章 线性控制系统频率特性的校正与综合358

5.1引言358

5.2 串联校正的试探综合法360

5.2.1超前校正的综合360

5.2.2滞后校正的综合363

5.2.3超前滞后校正的综合366

5.2.4控制系统动态品质受到的约束371

5.3 串联校正的预期频率特性综合法372

5.4典型4阶开环传递函数的分频段综合374

5.4.1高增益原则374

5.4.2截止角频率375

5.4.3 中频段对数幅频特性的斜率375

5.4.4高频段377

5.4.5低频段379

5.4.6对象的极点与零点之利用381

5.4.7典型4阶模型的分频段综合举例382

5.5恒值调节系统的综合385

5.5.1恒值调节系统综合的关键问题386

5.5.2综合恒值调节系统的约束条件388

5.5.3系统受扰运动的数学模型389

5.5.4恒值调节系统的综合395

5.5.5恒值调节系统综合举例396

5.6局部反馈校正399

5.7顺馈控制402

5.8多变量控制系统的正规矩阵设计方法404

5.8.1 控制系统的鲁棒性与传递函数矩阵的关系405

5.8.2正规矩阵设计方法的基本思路410

5.8.3控制系统的正规矩阵参数优化设计方法412

5.9正规矩阵参数优化设计方法的专家知识库和设计流程416

5.10正规矩阵参数优化方法设计实例424

5.11控制系统的智能设计431

5.12小结434

附录5.1 关于复数矩阵的奇异值分解的若干补充知识434

5.A2.1 IntelDes 3.0的功能及界面437

附录5.2控制系统智能设计软件IntelDes 3.0437

5.A2.2矩阵文件及其编辑438

5.A2.3传递函数矩阵的分析439

5.A2.4传递函数矩阵的运算439

5.A2.5控制系统的设计440

5.A2.6控制系统的仿真442

习题444

第6章 根轨迹方法及控制系统根轨迹的校正448

6.1 引言448

6.2根轨迹的基本概念及绘制449

6.2.1 根轨迹449

6.2.2根轨迹的幅值条件和幅角条件451

6.2.3计算机辅助绘制根轨迹452

6.3根轨迹的基本性质453

6.4根轨迹方法应用示例464

6.4.1条件稳定系统464

6.4.2增加极点或零点对根轨迹的影响465

6.4.3参数根轨迹和根轨迹族467

6.4.4延时系统471

6.5补根轨迹的基本性质475

6.5.1几个示例476

6.5.2补根轨迹的幅值条件和幅角条件477

6.5.3补根轨迹的基本性质477

6.6常用串联校正装置的性质481

6.6.1超前校正装置482

6.6.2滞后校正装置484

6.6.3超前滞后校正装置486

6.7超前校正487

6.7.1超前校正的基本设计方法488

6.7.2设计示例490

6.8滞后校正494

6.8.1滞后校正的基本设计方法494

6.8.2设计示例496

6.9超前滞后校正498

6.9.1超前滞后校正的一般设计方法498

6.9.2设计示例499

6.10小结502

习题503

上册部分习题参考答案507

上册名词索引511