自动控制原理 第2版
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江苏无锡
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作者潘丰，徐颖秦，熊伟丽 等 编
出版社机械工业出版社
ISBN9787111496168
出版时间2020-06
装帧平装
开本16开
定价59元
货号1202133387
上书时间2024-10-17
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前言
第1章 引论
1.1 自动控制系统概述
1.1.1 自动控制系统的一般概念
1.1.2 开环控制
1.1.3 闭环控制
1.1.4 闭环控制系统的基本组成
1.1.5 自动控制理论的发展
1.2 自动控制系统的类型
1.2.1 按信号流向划分
1.2.2 按输入信号变化规律划分
1.2.3 线性系统和非线性系统
1.2.4 定常系统和时变系统
1.2.5 连续系统和离散系统
1.2.6 单输入单输出系统与多输入多输出系统
1.3 控制系统性能的基本要求和本课程的主要任务
1.3.1 控制系统性能的基本要求
1.3.2 本课程的主要任务
1.4 自动控制系统实例*
1.4.1 磁盘驱动读取系统
1.4.2 烘烤炉温度控制系统
1.4.3 传动控制系统
本章小结
思考题
习题
第2章 控制系统的数学模型
2.1 线性系统的时间域数学模型：微分方程
2.1.1 列写系统微分方程的一般方法
2.1.2 线性系统的特点
2.1.3 线性定常系统微分方程的求解
2.1.4 运动的模态*
2.2 非线性数学模型的线性化*
2.3 线性系统的复数域数学模型：传递函数
2.3.1 传递函数的定义
2.3.2 传递函数的基本性质
2.3.3 传递函数的常用表达形式
2.3.4 典型环节的传递函数
2.4 控制系统的结构图
2.4.1 结构图的组成和绘制
2.4.2 结构图的等效变换和简化
2.5 信号流图和梅森增益公式
2.5.1 信号流图的组成及性质
2.5.2 根据微分方程绘制信号流图
2.5.3 根据系统结构图绘制信号流图
2.5.4 梅森增益公式
2.6 MATLAB中数学模型的表示*
2.6.1 传递函数
2.6.2 控制系统的结构图模型
2.6.3 控制系统的零极点模型
本章小结
思考题
习题
MATLAB实践与拓展题*
第3章 控制系统的时域分析法
3.1 系统的时域响应及其性能指标
3.1.1 典型输入信号
3.1.2 时域响应过程
3.1.3 性能指标
3.2 一阶系统的时域响应
3.2.1 一阶系统的数学模型和结构图
3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应
3.2.3 一阶系统的单位脉冲响应
3.2.4 一阶系统的单位斜坡响应
3.3 二阶系统的时域响应
3.3.1 二阶系统的数学模型和结构图
3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应
3.3.3 二阶系统阶跃响应的性能指标
3.4 高阶系统的时域响应
3.4.1 高阶系统的时域响应分析
3.4.2 闭环主导极点
3.5 线性系统的稳定性分析
3.5.1 稳定性的概念及定义
3.5.2 线性定常系统稳定的充分必要条件
3.5.3 线性系统的代数判据：劳斯稳定判据
3.5.4 控制系统的相对稳定性
3.6 控制系统的稳态误差
3.6.1 关于稳态误差的基本概念
3.6.2 给定信号作用下的稳态误差（静态误差系数法）
3.6.3 扰动信号作用下的稳态误差
3.6.4 提高系统控制精度的措施
3.7 MATLAB在时域分析中的应用
3.7.1 用MATLAB求系统的时域响应
3.7.2 任意函数作用下系统的响应
3.7.3 LTI观测器
3.7.4 Simulink中的时域响应分析举例
本章小结
思考题
习题
MATLAB实践与拓展题*
第4章 控制系统的根轨迹分析法
4.1 根轨迹的基本概念
4.1.1 根轨迹的定义
4.1.2 根轨迹方程及其幅值和相角条件
4.2 根轨迹绘制的基本规则
4.2.1 绘制根轨迹的基本规则
4.2.2 根轨迹绘制例题
4.3 广义根轨迹
4.3.1 参量根轨迹
4.3.2 零度根轨迹
4.4 控制系统的根轨迹分析法
4.4.1 根轨迹与稳定性分析
4.4.2 根轨迹与动态性能分析
4.4.3 增加开环零、极点对控制系统性能的影响
4.4.4 设计示例：磁盘驱动读取系统
4.5 MATLAB在根轨迹绘制中的应用*
本章小结
思考题
习题
MATLAB实践与拓展题*
第5章 控制系统的频域分析
5.1 频率特性
5.1.1 频率特性的基本概念
5.1.2 频率特性的求取
5.1.3 频率特性的图示法
5.2 典型环节的频率特性
5.2.1 比例环节
5.2.2 积分环节
5.2.3 纯微分环节
5.2.4 惯性环节
5.2.5 一阶微分环节
5.2.6 振荡环节
5.2.7 二阶微分环节
5.2.8 延迟环节
5.3 控制系统的开环频率特性
5.3.1 开环奈氏图
5.3.2 开环Bode图
5.3.3 *小相位系统和非*小相位系统
5.3.4 延迟系统
5.3.5 传递函数的实验法确定
5.4 奈奎斯特稳定判据
5.4.1 引言
5.4.2 幅角原理
5.4.3 奈氏判据
5.4.4 奈氏判据中N的简易判断方法
5.5 稳定裕量
5.5.1 相对稳定性
5.5.2 两个重要频率
5.5.3 两个稳定裕量指标
5.5.4 稳定裕量在Bode图中的表示
5.5.5 相对稳定性与对数幅频特性曲线中频段的关系
5.5.6 稳定裕量指标的求解
5.6 频率特性与系统性能的关系
5.6.1 开环对数频率特性曲线与系统性能的关系
5.6.2 开环频域指标与闭环时域指标的关系
5.6.3 开环频域指标与闭环频域指标的关系
5.7 例题精解*
5.8 MATLAB频域特性分析*
5.8.1 用MATLAB绘制奈氏图
5.8.2 用MATLAB绘制Bode图
本章小结
思考题
习题
MATLAB实践与拓展题*
第6章 控制系统的校正
6.1 校正的基本概念和方法
6.1.1 校正的基本概念
6.1.2 常用的校正方法
6.1.3 校正的性能指标
6.1.4 校正装置及校正目标
6.2 串联超前校正
6.2.1 超前校正装置及特点
6.2.2 超前校正装置的设计
6.3 串联滞后校正
6.3.1 滞后校正装置及特点
6.3.2 滞后校正装置的设计
6.4 串联滞后超前校正
6.4.1 滞后超前校正装置及特点
6.4.2 滞后超前校正装置的设计
6.5 PID控制器
6.5.1 比例积分（PI）控制器
6.5.2 比例微分（PD）控制器
6.5.3 比例积分微分（PID）控制器
6.5.4 PID控制器的实现
6.6 期望频率特性法校正
6.6.1 期望开环对数幅频特性曲线的绘制
6.6.2 期望特性法串联校正
6.7 反馈校正
6.7.1 反馈校正的原理
6.7.2 反馈校正的设计
6.7.3 反馈校正的其他应用
6.8 复合校正
6.8.1 复合校正的基本概念
6.8.2 按扰动补偿的复合校正
6.8.3 按输入补偿的复合校正
6.9 例题精解*
6.1 0基于MATLAB和Simulink的系统校正*
6.1 0.1 相位超前校正
6.1 0.2 相位滞后校正
6.1 0.3 利用Simulink工具箱实现系统校正
本章小结
思考题
习题
MATLAB实践与拓展题*
第7章 非线性系统分析
7.1 引言
7.2 典型非线性特性
7.2.1 常见的几种典型非线性特性
7.2.2 非线性系统的特征
7.2.3 非线性特性的应用
7.2.4 非线性系统的分析方法
7.3 描述函数法
7.3.1 描述函数的定义及求法
7.3.2 典型非线性特性的描述函数
7.3.3 非线性系统的稳定性分析
7.3.4 自激振荡的分析与计算
7.4 相平面法
7.4.1 相平面法的基本概念
7.4.2 相轨迹图的绘制
7.4.3 奇点和奇线
7.4.4 用相平面法分析非线性系统
7.5 MATLAB在非线性系统分析中的应用
本章小结
思考题
习题
MATLAB实践与拓展题*
第8章 离散控制系统
8.1 引言
8.1.1 离散系统的基本概念
8.1.2 离散系统的特点
8.2 信号的采样与复现
8.2.1 采样过程
8.2.2 采样定理
8.2.3 零阶保持器
8.3 z变换
8.3.1 z变换的定义
8.3.2 z变换的性质
8.3.3 z反变换
8.4 离散系统的数学模型
8.4.1 离散系统的数学定义
8.4.2 脉冲传递函数
8.4.3 开环系统脉冲传递函数
8.4.4 闭环系统脉冲传递函数
8.5 离散系统的性能分析
8.5.1 稳定性分析与判断
8.5.2 稳态误差及其计算
8.5.3 闭环极点与瞬态响应的关系
8.5.4 动态性能分析
8.6 MATLAB在离散系统分析中
的应用*
本章小结
思考题
习题
MATLAB实践与拓展题*
附录A 常用函数的拉氏变换表和z变换表
附录B MATLAB和Simulink简介
附录C 控制理论中常用术语的
中英文对照表
参考文献
本书第1版（2010年8月，机械工业出版社出版，江苏省精品教材）是江南大学自动控制原理课程组为适应自动化专业不断发展的需求而编写的。第2版是在第1版的基础上，通过广泛听取使用本教材任课教师和学生的意见，结合专业和学科发展前沿，以及课程组多年来的教学改革成果，并参考了国内外控制理论的经典教材，经反复讨论修订而成。本次修订的主要目的在于通过结构调整和内容充实，进一步强化理论在工程实际中的应用，在叙述上更重视专业知识的拓展与应用。具体表现在以下几个方面：
（1）结构模块清晰。每章由导读和小结模块、理论学习模块、自主学习和讨论探究模块、课外实践模块、复习思考题模块“五大模块”组成，既有利于教师讲解，也有益于学生学习。
（2）每章后的习题由三部分组成：以基本概念和基本理论为主的思考题、以分析和解决问题为主的计算和分析题，以及以能力提高为主的MATLAB实践与知识拓展题。多样化的习题便于学生及时总结和复习，更灵活地掌握每一章的知识点。
（3）大部分例题和习题都以实际控制系统为例，使得较为抽象的理论具体化，方便学生学习。
（4）以“磁盘驱动读取系统”作为典型应用实例，贯穿教材始终，使读者可以灵活应用控制理论，从不同的角度对同一问题进行分析和求解，提高解决实际问题的能力。
（5）增加了部分自学内容，如典型实例分析、MATLAB实践与拓展等，以右上角“*”标注。使学生在课时有限的情况下，通过自学相关知识，扩充知识视野。
（6）主要面向教学研究型大学自动化类学生，如适当增加一些内容，可适合于研究型大学学生；适当减少一些内容和数学推导，也可适合于教学型大学学生。
（7）内容叙述深入浅出、层次分明。既能让大部分学生基本掌握教学内容，也能够满足一些优秀学生深入学习的需求。
（8）名词术语全部采用全国自动化名词审定委员会公布的规范名词，并给出了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。
（9）为方便教师教学和学生自学与复习，本书配套出版《自动控制原理学习辅导和习题解答》（第2版），并向教师提供电子教案。
本书共8章，主要内容分4大部分：*部分包括引论和线性定常连续系统的分析与综合；第二部分阐述非线性系统的基本理论和分析方法；第三部分为线性离散系统的基本理论和分析方法；第四部分为在MATLAB与Simulink支持下对控制系统的计算机辅助分析与设计，作为自学内容，设置于各章的*后一节中。
本书由江南大学潘丰教授（第1章）、徐颖秦副教授（第5、6章）任主编，熊伟丽副教授（第2、3章）、谢林柏教授（第8章）任副主编，参加编写的人员有陶洪峰副教授（第7章）、陈珺副教授（第4章、附录）和楼旭阳副教授（各章节中磁盘驱动读取系统实例部分）。全书由潘丰教授和徐颖秦副教授统稿。本书在编写的过程中，得到了上海大学邹斌教授、上海理工大学王亚刚教授、中国矿业大学伍小杰教授的指导和帮助，在此一并表示衷心的感谢！
由于作者水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请使用本教材的教师和读者不吝指正，并提出宝贵意见。
商品简介
《自动控制原理（第2版）》主要面向教学研究型大学自动化类学生，同时为适应不同专业和不同层次教学的需要，各章所述的基本分析方法尽可能做到相对独立，以便使用者灵活选择。全书从适应教学研究型大学的角度出发，以经典控制理论为主，较系统地介绍了自动控制理论的基本内容，着重于基本概念、基本理论和基本分析方法及典型应用。全书共分8章，包括：自动控制系统概论、控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、控制系统的校正、非线性控制系统、离散控制系统等。《自动控制原理（第2版）》内容新、实用性强、重点突出、叙述深入浅出、文字简明流畅。书中除有一般性的例题外和习题外，另有一实例贯穿教材始终，每章还附有综合性的例题精解以及MATLAB在控制系统分析和设计方面的应用。每章都设有导读和小结，便于学生学习和总结。《自动控制原理（第2版）》可作为普通高等工科学校自动化、电气工程及其自动化、机械制造及自动化、测控技术与仪器以及系统工程、电力、冶金等专业的“自动控制原理”课程（48-72学时）的教材，也可作为从事自动化类各种专业的工程技术人员自学参考用书。
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