系统建模 分析与控制（第二版）

图书标准信息

• 作者 莫锦秋；程长明
• 出版社 上海交通大学出版社
• 出版时间 2022-01
• 版次 2
• ISBN 9787313259899
• 定价 48.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸

【内容简介】

本书主要介绍动态系统建模、分析及控制的基本理论及方法。全书共8章。第1章介绍反馈控制原理及其动态系统建模、分析及控制的研究内容。第2章对机械、电气、机电系统建立数学模型，并给出典型环节、系统的传递函数。第3、4章介绍了在时域展开动态系统的分析和校正。第5、6章介绍了在频域展开动态系统的分析、校正。 第7、8章则分别介绍了动态系统分析、校正的根轨迹法和状态空间法。
  本书作为非自控专业的控制类基础课程，内容限在连续线性定常的动态系统。书中每章列有例题和习题，并融入MATLAB解题实例。
  本书可作为高等学校机械、能源动力、冶金、材料等非自控专业的教材，也可以供其他有关专业的工程技术人员参考。

【目录】

第1章绪论1

1.1控制系统的负反馈原理1

1.2动态系统的研究内容5

小结7

习题7

第2章动态系统建模 9

2.1传递函数及方块图定义9

2.2机械系统建模11

2.2.1平移运动11

2.2.2旋转运动18

2.3电气系统建模22

2.4机电系统建模26

2.5系统建模的注意问题28

2.5.1完整性28

2.5.2非线性30

2.6系统方块图模型32

2.6.1方块图绘制32

2.6.2方块图连接33

2.6.3方块图等效变换35

2.6.4方块图化简37

2.7信号流图39

2.8典型环节及其传递函数42

2.9系统传递函数47

小结49

习题50

第3章时域响应54

3.1系统时域响应求取54

3.1.1时域输入信号54

3.1.2时域响应的求取56

3.2典型系统的时域响应58

3.2.1一阶系统的时域响应58

3.2.2二阶系统的时域响应61

3.2.3系统的自由响应68

3.3瞬态响应指标69

3.3.1瞬态响应指标69

3.3.2二阶欠阻尼系统的瞬态响应指标71

3.4零极点分布与时域响应的关系75

3.4.1具有零点的二阶系统的时域响应75

3.4.2三阶系统的时域响应77

3.4.3高阶系统的时域响应79

小结81

习题82

第4章时域分析及校正85

4.1分析与校正的基本概念 85

4.2系统的稳定性87

4.2.1稳定性的基本概念87

4.2.2劳斯赫尔维茨稳定判据92

4.3系统的稳态精度96

4.3.1精度的基本概念96

4.3.2控制输入信号作用下的系统稳态误差99

4.3.3扰动信号作用下的系统稳态误差103

4.3.4动态系统的灵敏性106

4.4PID控制108

4.4.1PID控制律108

4.4.2PID控制的校正作用109

4.4.3PID参数整定113

4.4.4PID控制的实施115

4.5基于模型的校正117

4.5.1反馈校正 117

4.5.2前置校正120

4.5.3复合控制123

4.5.4史密斯补偿 124

小结125

习题125

第5章频域分析129

5.1频率特性129

5.1.1频率特性定义129

5.1.2频率特性求取130

5.1.3频率特性的物理意义132

5.1.4频率特性的图形表达135

5.2系统频率特性137

5.2.1典型环节频率特性137

5.2.2系统的开环频率特性144

5.2.3系统的闭环频率特性及特征参数150

5.2.4小相位系统152

5.2.5基于频域的系统辨识153

5.3频域稳定性分析 157

5.3.1Nyquist稳定性判据157

5.3.2稳定裕量165

小结169

习题169

第6章频域校正173

6.1频域设计指标173

6.1.1频域指标与时域指标间的关系173

6.1.2频域三段论174

6.2校正装置及其频域特性177

6.2.1PID校正的频域解读177

6.2.2频域修形校正网络179

6.3频域分析法串联校正184

6.3.1超前校正184

6.3.2滞后校正186

6.3.3滞后超前校正189

6.4频域综合法校正192

6.4.1希望对数幅频特性曲线192

6.4.2串联校正的综合确定法195

6.4.3反馈校正的综合确定法196

小结199

习题199

第7章根轨迹法202

7.1根轨迹定义及特性202

7.1.1根轨迹概念 202

7.1.2根轨迹特性 206

7.2根轨迹分析218

7.2.1根轨迹与希望闭环极点218

7.2.2开环零点和极点对根轨迹的影响221

7.2.3参数变化对闭环极点的影响224

7.3根轨迹串联校正225

7.3.1超前校正225

7.3.2滞后校正228

7.3.3滞后超前校正230

小结233

习题233

第8章状态空间法235

8.1状态空间表达235

8.1.1状态空间的基本概念235

8.1.2系统状态空间表达式的获取及模型转换237

8.1.3状态向量的线性变换与对角化244

8.1.4状态方程的求解246

8.2系统的能控性和能观性247

8.2.1能控性和能观性的定义247

8.2.2能控性判别248

8.2.3能观性判别249

8.3状态空间的综合法校正250

8.3.1线性系统的反馈结构及其特性250

8.3.2状态反馈实现的极点配置252

8.3.3状态观测器设计253

8.3.4基于观测器的状态反馈255

8.3.5对偶系统及其应用257

小结259

习题259

附录Ⅰ拉普拉斯变换262

Ⅰ.1常用信号的拉普拉斯变换262

Ⅰ.2拉普拉斯变换主要运算定理262

附录Ⅱ校正网络264

Ⅱ.1无源校正网络264

Ⅱ.2有源校正网络267

附录Ⅲ常见系统图谱270

附录ⅣMATLAB基础276

Ⅳ.1MATLAB入门276

Ⅳ.1.1语句和变量276

Ⅳ.1.2矩阵277

Ⅳ.1.3图形277

Ⅳ.1.4M文件278

Ⅳ.1.5SIMULINK基础280

Ⅳ.2MATLAB与动态系统282

Ⅳ.2.1多项式表达及多项式运算282

Ⅳ.2.2系统模型表达及系统连接283

Ⅳ.2.3系统时域响应285

Ⅳ.2.4系统频域响应287

Ⅳ.2.5稳定性判别287

Ⅳ.2.6根轨迹绘制287

Ⅳ.2.7状态空间函数288

参考文献289