自动控制理论 第2版PDF电子书下载

目录 1

前言 1

第一章　绪论 1

第一节　概述 1

第二节 自动控制系统的基本结构 3

一、开环控制系统 3

二、闭环控制系统 6

习题 21 9

习题 10

第二章　线性动态系统 12

第一节　动态系统及状态 12

第二节　关于动态系统的线性 15

第三节　线性动态系统的状态空间描述 17

一、单输入单输出系统 17

二、多输入多输出系统 19

三、状态变量的非唯一性 21

第四节　状态空间描述的Laplace变换 22

一、对Laplace变换的复习 22

二、状态空间描述的拉氏变换 23

第五节　状态转移矩阵 25

一、用拉氏变换求解状态转移矩阵 25

二、状态转移矩阵的指数形式 26

第六节　线性动态系统的输入输出描述 27

一、传递函数 28

二、冲激响应函数 30

第七节　完全表征 31

第八节　非线性系统的局部线性化 33

本章小结 35

习题 36

第三章　传递函数的建立 39

第一节　传递函数方框图 39

一、传递函数方框图的建立 39

二、方框图的变换规则 41

一、传递函数的基本因子及典型环节 45

第二节　环节的传递函数及负载效应 45

二、负载效应 49

一、复阻抗 50

第三节 电气环节的传递函数 50

二、由运算放大器构成的环节 52

第四节　发电机励磁控制系统 53

一、励磁控制系统的构成及动作原理 53

二、发电机的传递函数 56

三、功率励磁装置的传递函数 58

四、励磁控制系统的传递函数方框图 59

第五节　信号流图及Mascn公式 60

一、信号流图 60

二、Mason公式 62

第六节 由传递函数求状态空间描述 64

一、由传递函数方框图绘制状态变量模拟图 64

三、虚轴上存在极点时的Nyquist稳定判据 1 67

二、传递函数的实现 67

本章小结 70

习题 72

一、以单位反馈系统作为研究的主要对象 77

第一节　反馈控制系统性能概述 77

第四章　反馈控制系统的性能及时域分析 77

二、性能与误差的关系 79

三、性能与输入的关系 80

四、性能类别 81

第二节　暂态性能指标 82

一、数值型性能指标 82

二、二次型性能指标 85

第三节　典型二阶系统的暂态性能分析 86

一、典型二阶系统及其暂态响应 86

二、性能指标与闭环极点位置的关系 88

第四节　高阶系统的暂态性能与闭环零、极点配置的关系 93

一、闭环零、极点及留数 93

二、闭环主导极点 95

一、系统按稳态误差划分的型 96

第五节　参考输入作用下的稳态误差分析 96

二、稳态误差分析 97

一、调差率 100

第六节　扰动对稳态误差的影响及补偿措施 100

二、稳态误差的消除与所需调差率的获得 103

第七节　参数敏感度分析 106

本章小结 108

习题 109

第五章　频率特性及其图示 113

第一节　频率特性 113

一、一阶环节的极坐标图 116

第二节　频率特性的极坐标图（Nyquist图） 116

二、二阶环节的极坐标图 118

三、高阶系统极坐标图的一般形状 119

第三节　频率特性的对数坐标图（Bode图） 122

一、Bode图及其特点 122

二、基本因子的Bode图 123

三、Bode图的合成法 129

第四节 由闭环频率特性估计暂态性能 133

一、频域带宽与暂态性能的关系 134

二、频域谐振峰值与时域过调量的关系 135

第五节 由开环Nyquist图确定闭环频率特性 136

本章小结 140

习题 141

第六章　稳定性分析 145

第一节　线性系统有界输入有界输出（BIBO）稳定性 145

第二节　特征方程与稳定性的关系 147

第三节　Liapunov稳定性及渐近稳定性 148

一、自由系统的平衡状态 148

二、Liapunov稳定性与渐近稳定性的定义 149

第四节　Liapunov直接法 152

一、基本定理 152

二、Liapunov直接法在线性系统中的应用 154

第五节　Routh稳定判据 156

一、Routh稳定判据 156

二、利用Routh判据估计稳定裕量 159

第六节　复平面上的围线映射 160

第七节　Nyquist稳定判据 163

一、基本思路 163

二、Nyquist稳定判据 165

第八节　稳定裕量 169

一、利用开环Nyquist图确定稳定裕量 169

二、相位裕量、幅值裕量与谐振峰值的关系 170

第九节　Bode图上的稳定性分析 172

一、利用Bode图确定稳定裕量 172

二、Bode定理介绍 173

本章小结 176

习题 177

第七章　基于Bode图的设计及校正 182

第一节　设计概述 182

第二节　校正的任务与类型 184

第三节　并联校正与PID控制作用 186

一、引入积分控制作用 186

二、引入微分控制作用 188

三、引入积分加微分控制作用 191

第四节　稳态误差禁区 193

第五节 串联校正 199

一、超前校正 200

二、滞后校正 204

三、滞后—超前校正 208

第六节　局部反馈校正 211

一、削弱非线性的影响 212

二、减小时间常数 216

三、正反馈 217

本章小结 218

第八章　根轨迹法 222

第一节　特征根的希望位置 222

第二节　什么是根轨迹法 223

第三节　根轨迹图的绘制 226

一、幅角条件与幅值条件 226

二、绘制根轨迹的一般规则 228

一、超前环节对根轨迹的影响 238

第四节 超前和滞后环节对根轨迹的影响 238

二、滞后环节对根轨迹的影响 240

第五节　基于根轨迹法的校正 242

一、超前校正 242

二、滞后校正 246

本章小结 247

习题 248

第九章　离散系统 251

第一节　连续信号的采样与复现 251

一、采样过程及其数学描述 252

二、保持器 253

三、采样定理 255

第二节　Z变换 258

一、定义 258

二、变换方法 259

三、Z变换的性质 263

四、Z反变换 267

第三节　离散系统的时域描述 269

一、线性差分方程 269

二、离散系统的状态方程 271

三、用Z变换解差分方程 275

第四节 脉冲传递函数 278

一、定义 278

二、系统脉冲传递函数的求法 279

第五节　在z平面上的稳定性分析 284

一、z平面上的稳定性 284

二、稳定性的代数判据 287

三、Nyquist稳定判据 289

四、根轨迹法 290

本章小结 292

习题 293