控制理论设计计算实例及题选PDF电子书下载

第一章 线性系统 1

1．1 线性调节系统概要 1

1．1．1 单变量线性系统 1

1．1．1．1 传递函数 1

1．1．1．2 线性系统的稳定性 1

1．1．1．3 线性系统对正弦信号激励的响应 2

1．1．1．4 一阶系统 2

1．1．1．5 二阶系统 3

1．1．2 开环和闭环系统 4

1．1．2．1 开环与闭环频率响应 5

1．1．2．2 极点分布 5

1．1．3 调节系统的稳定性 6

1．1．3．1 奈魁斯特判据 6

1．1．3．2 逆奈魁斯特判据 7

1．1．4 调节系统的情确度和校正 7

1．1．4．1 精确度 7

1．1．4．2 调节系统的校正 7

1．2．1．1 无穷网络 8

1．2．1 简单系统的微分方程、传递函数、方框图 8

1．2 线性调节系统应用实例 8

1．2．1．2 多液罐系统 9

1．2．1．3 气动调节器 12

1．2．1．4 液压伺服系统 14

1．2．1．5 位置伺服系统 16

1．2．1．6 飞机接近于水平方向的飞行研究 18

1．2．1．7 滤波器网络 23

1．2．1．8 方框图、拉普拉斯变换 28

1．2．2．1 增益调整--工 34

1．2．2 开环与闭环系统--增益调整和根轨迹 34

1．2．2．2 增益调整--Ⅱ 36

1．2．2．3 液压导航系统 38

1．2．2．4 根轨迹 41

1．2．2．5 液位调节的研究 48

1．2．3 调节系统的稳定性 52

1．2．3．1 单位反愤调节系统的稳定性 52

1．2．3．2 劳斯判据和奈魁斯特判据 57

1．2．3．3 飞机自动导航问题的研究 67

1．2．3．4 溶液冷凝调节系统 76

1．2．3．5 轮船导航伺服系统 78

1．2．3．6 飞机仰角伺服系统 79

1．2．4 伺服系统的精度和校正 82

1．2．4．1 伺服系统的情度--工 82

1．2．4．2 伺服系统的情度--Ⅱ 86

1．2．4．3 转速伺服系统的研究 88

1．2．4．4 伺服系统的精度和增益调整 94

1．2．4．5 混合器 95

1．2．4．6 伺服系统的相位超前和滞后校正 98

1．2．4．7 空间运载工具自动导航的研究 102

第二章 非线性系统 108

2．1 非线性伺服系统概要 108

2．1．1 谐波平衡法 108

2．1．1．1 原理 108

2．1．1．2 临界轨迹 108

2．1．1．3 稳定性 108

2．1．2 相干面法 109

2．1．2．1 原理 109

2．1．2．3 分段线性的非线性系统 110

2．1．2．2 在相平面上绘相轨迹 110

2．2．1 谐波平衡法 111

2．2．1．1 等效增益和极限周期振荡 111

2．2 非线性伺服系统题解 111

2．2．1．2 继电器型非线性系统 116

2．2．1．3 磁滞阈值型非线性伺服系统 118

2．2．1．4 气动膜片式调节器 123

2．2．1．5 阈值型非线性系统 126

2．2．1．6 具有非线性增益放大器的闭环系统 130

2．2．2．1 等倾线法 134

2．2．2 相平面法 134

2．2．2．2 继电器型位置伺服系统 138

2．2．2．3 有摩擦的角位置伺服系统 142

2．2．2．4 相平面法举例 147

2．2．3 非线性系统的校正 149

2．2．3．1 飞机自动导航 149

2．2．3．2 非线性相位超前校正方法的研究 158

3．1．1．2 实数单极点 163

3．1．1．1 原理 163

第三章 状态空间理论 163

3．1 状态空间概要 163

3．1．1 状态描述 163

3．1．1．3 实数重极点 164

3．1．1．4 复数极点 165

3．1．1．5 多变量情形 165

3．1．2 系统响应的状态表达式 166

3．1．2．1 自由系统 166

3．1．3．1 能观性 167

3．1．3．2 能控性 167

3．1．3 能观性与能控性 167

3．1．2．2 有约束系统 167

3．1．4 稳定性 168

3．1．4．1 系统的李雅普诺夫意义下的稳定性 168

3．1．4．2 的李雅昔诺夫意义下的稳定性 169

3．1．4．3 特征值稳定性理论 169

3．1．5 控制规律的求解 169

3．1．5．1 目标函数的计算 169

3．1．5．2 控制规律的求解 170

3．2 状态空间理论题解 171

3．2．1 状态方程 171

3．2．1．1 重根点传递函数 171

3．2．1．2 多变量过程 173

3．2．1．3 电气系统 175

3．2．1．4 发电机-电动机组 176

3．2．1．5 把状态方程转化为传递函数 180

3．2．2．1 状态矩阵的对角化 181

3．2．2 状态变换 181

3．2．2．2 状态方程的化简 183

3．2．2．3 多重特征值 186

3．2．2．4 复数特征值 189

3．2．3 能观性-能控性 192

3．2．3．1 单变量过程 192

3．2．3．2 观测器 194

3．2．4 由状态方程形式描写的系统A的响应 197

3．2．4．1 求解转移矩阵 197

3．2．4．2 零初始条件的阶跃响应 199

3．2．4．3 非零初始条件的阶跃响应 201

3．2．4．4 复数特征值 202

3．2．4．5 用模态法直接计算 205

3．2．5 李雅普诺夫方法 208

3．2．5．1 稳定性 208

3．2．5．2 闭环系统的稳定性 209

3．2．5．3 控制规律的计算 210

3．2．5．4 马达伺服系统 212

第四章 采样控制系统 218

4．1 采样控制系统概要 218

4．1．1 采样数据控制系统的基本原理 218

4．1．2 Z变换和脉冲传递函数 218

4．1．2．1 采样过程的数学描述 218

4．1．2．2 采样定理 221

4．1．2．3 保持器 221

4．1．2．4 Z变换的方法和性质 222

4．1．3 采样控制系统的分析 224

4．1．3．1 闭环脉冲传递函数 224

4．1．2．5 脉冲传递函数 224

4．1．3．2 频率特性 225

4．1．3．3 稳态误差 225

4．1．3．4 稳定性 226

4．1．3．5 动态响应 228

4．1．4 采样控制系统的设计 230

4．2 采样数据控制系统题解 232

4．2．1 求脉冲传递函数 232

4．2．1．1 由连续时间系统传递函数求离散系统脉冲传递函数 232

4．2．1．2 串联环节的脉冲传递函数 234

4．2．1．3 闭环离散时间系统的脉冲传递函数 235

4．2．2 求离散时间系统的瞬态响应 237

4．2．3 稳定性分析 239

4．2．4 离散时间系统的稳态偏差 245

4．2．5 离散时间系统的校正和设计 247

附景A 练习题 253

附录B 中国科学技术大学近几年研究生入学试题选 276

附录C 解题示例 300

参考资料 310