自动控制原理及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1自动控制系统的基本概念 2

1.1.1自动控制和自动控制系统 2

1.1.2自动控制系统的控制方式 4

1.1.3自动控制系统的组成 6

1.2自动控制系统的分类 6

1.2.1按给定值的变化规律分类 7

1.2.2按系统的信号形式分类 7

1.2.3按系统的特性分类 7

1.3自动控制系统的基本要求 8

1.3.1稳定性 8

1.3.2快速性 8

1.3.3准确性 9

1.4应用实例 9

本章小结 13

习题 13

第2章 自动控制系统的数学模型 17

2.1控制系统的微分方程 18

2.1.1微分方程建立的实例 18

2.1.2线性常微分方程的求解 20

2.2控制系统的传递函数 21

2.2.1传递函数的概念 21

2.2.2典型环节的传递函数 24

2.3控制系统的动态结构图 28

2.3.1动态结构图的基本概念 28

2.3.2动态结构图的建立 29

2.3.3动态结构图的化简 31

2.4应用实例 36

本章小结 39

习题 39

第3章 控制系统的时域分析法 43

3.1控制系统的典型输入信号和时域性能指标 44

3.1.1典型输入信号 44

3.1.2控制系统的时域指标 46

3.2典型系统的时域分析 47

3.2.1一阶系统的时域分析 47

3.2.2二阶系统的时域分析 50

3.3控制系统的稳定性分析 56

3.4控制系统的稳态误差计算 62

3.4.1稳态误差的定义 62

3.4.2控制系统的型别 63

3.4.3给定稳态误差及误差系数 63

3.4.4扰动稳态误差的计算 67

3.4.5减小系统稳态误差的方法 68

3.5应用实例 69

本章小结 72

习题 73

第4章 控制系统的根轨迹分析方法 77

4.1根轨迹的基本概念 78

4.1.1根轨迹的概念 78

4.1.2根轨迹方程 79

4.2根轨迹绘制的基本规则 81

4.3利用根轨迹法分析控制系统的性能 86

4.3.1闭环零、极点分布与动态响应的关系 87

4.3.2利用主导极点法分析系统性能 88

4.3.3增加开环零、极点对系统性能的影响 89

4.4应用实例 93

本章小结 95

习题 95

第5章 控制系统的频域分析法 97

5.1系统频率特性的基本概念 98

5.1.1频率特性的定义 98

5.1.2频率特性的性质 101

5.1.3频率特性的图形表示 101

5.2典型环节的频率特性 103

5.3系统开环频率特性曲线的绘制 114

5.3.1系统开环幅相频率特性曲线的绘制 114

5.3.2系统开环对数频率特性曲线的绘制 117

5.4利用频率特性法分析控制系统的性能 122

5.4.1控制系统的稳定性分析 122

5.4.2控制系统的性能分析 129

5.4.3典型控制系统的频域分析 136

5.5应用实例 141

本章小结 145

习题 145

第6章 控制系统的校正方法 151

6.1控制系统校正的基本概念 152

6.1.1校正方式 152

6.1.2基本控制规律 153

6.2串联校正 157

6.2.1串联超前校正 157

6.2.2串联滞后校正 161

6.2.3串联滞后-超前校正 165

6.3反馈校正 170

6.3.1反馈校正的基本原理 170

6.3.2反馈校正的形式 170

6.4自动控制系统的工程设计方法 172

6.4.1串联校正的期望频率特性法原理 172

6.4.2系统期望开环对数频率特性的建立 173

6.4.3校正装置的工程设计法 174

6.5应用实例 176

本章小结 179

习题 180

第7章 采样控制系统 183

7.1采样控制系统的基本概念 184

7.1.1采样控制系统的结构与特点 184

7.1.2信号的采样与复现 185

7.2采样控制系统的数学模型 189

7.2.1 z变换与逆z变换 189

7.2.2差分方程和脉冲传递函数 194

7.3采样控制系统的性能分析 201

7.3.1采样控制系统的稳定性分析 201

7.3.2采样控制系统的动态性能分析 204

7.3.3采样控制系统的稳态误差 206

7.4应用实例 208

本章小结 210

习题 210

第8章 控制系统的MATLAB仿真应用 213

8.1 MATLAB仿真基础 214

8.1.1 MATLAB系统概述 214

8.1.2 MATLAB的编程基础 216

8.1.3 MATLAB语言的矩阵运算与符号运算 219

8.1.4 MATLAB语言的图形功能 223

8.1.5 MATLAB程序设计 228

8.1.6 Simulink仿真基础 232

8.2 MATLAB在控制系统仿真中的应用 235

8.2.1 MATLAB用于控制系统的建模 235

8.2.2 MATLAB用于控制系统的时域分析 239

8.2.3 MATLAB用于控制系统的根轨迹分析 243

8.2.4 MATLAB用于控制系统的频域分析 245

8.2.5 MATLAB用于控制系统的频域法校正 249

8.3 Simulink在控制系统仿真中的应用 251

8.3.1控制系统的Simulink模型的建立 251

8.3.2控制系统的Simulink仿真 252

8.4应用实例 253

8.4.1液压位置伺服系统 253

8.4.2玻璃窑炉的温度控制系统 257

本章小结 261

习题 261

附录 常用函数的拉普拉斯变换与Z变换表 264

参考文献 265