自动控制原理 双语教材PDF电子书下载

第1章 自动控制系统概述 1

1.1引言 1

1.2自动控制系统的基本概念 2

1.3自动控制理论的发展 3

1.4自动控制系统的基本原理及组成 5

1.4.1开环控制 6

1.4.2闭环控制 7

1.4.3自动控制系统的基本组成 9

1.4.4自动控制系统的实例分析 11

1.5自动控制系统的分类 16

1.5.1恒值控制系统和随动控制系统 16

1.5.2连续系统和离散系统 16

1.5.3单输入单输出系统和多输入多输出系统 16

1.5.4线性系统和非线性系统 16

1.5.5定常系统和时变系统 17

1.5.6其他类型 17

1.6控制系统的基本要求 18

1.7控制系统的设计概述 20

1.8 MATLAB在本章中的应用 22

本章小结 26

习题 27

第2章 控制系统的数学模型 29

2.1引言 29

2.2控制系统的时域数学模型 31

2.2.1电气系统 31

2.2.2机械系统 32

2.3线性系统的传递函数 36

2.3.1传递函数的定义 36

2.3.2典型环节及其传递函数 39

2.3.3电气网络的运算阻抗与传递函数 43

2.4控制系统的结构图及其等效变换 46

2.4.1结构图的组成 47

2.4.2控制系统结构图的建立 47

2.4.3结构图的等效变换 49

2.4.4信号相加点和分支点的移动和互换 51

2.4.5结构图简化示例 53

2.5信号流图和梅逊公式 55

2.5.1信号流图 55

2.5.2梅逊公式 56

2.6闭环传递函数的定义 59

2.6.1闭环系统概述 59

2.6.2闭环系统的传递函数 59

2.7非线性系统模型概述 62

2.8MATLAB在本章中的应用 69

本章小结 76

习题 77

第3章 线性系统的时域分析 81

3.1引言 81

3.2系统时间响应的性能指标 82

3.3一阶系统的时域分析 89

3.3.1一阶系统的数学模型和结构图 89

3.3.2一阶系统的单位阶跃响应 90

3.3.3一阶系统的单位脉冲响应 90

3.3.4一阶系统的单位斜坡响应 91

3.3.5一阶系统的单位加速度响应 91

3.4二阶系统的时域分析 92

3.4.1二阶系统的单位阶跃响应 93

3.4.2欠阻尼二阶系统的动态性能分析 95

3.5高阶系统时域分析法概述 99

3.6控制系统的稳定性分析 101

3.6.1稳定的基本概念和稳定的充分必要条件 102

3.6.2代数稳定判据 103

3.7控制系统稳态误差的分析及计算 110

3.7.1稳态误差的定义 111

3.7.2系统类型与稳态误差 112

3.7.3给定输入信号下的稳态误差计算 113

3.7.4扰动作用下的稳态误差计算 115

3.7.5减少稳态误差的方法 116

3.8 MATLAB在本章中的应用 117

本章小结 126

习题 128

第4章 根轨迹法 132

4.1引言 132

4.2根轨迹的基本概念 133

4.3根轨迹绘制的基本规则 136

4.4广义根轨迹 147

4.5系统性能的根轨迹法分析 150

4.5.1根轨迹分析法概述 150

4.5.2增加开环极点对控制系统的影响 152

4.5.3增加开环零点对控制系统的影响 153

4.5.4结论 153

4.6MATLAB在本章中的应用 154

本章小结 162

习题 163

第5章 线性系统的频域分析法 164

5.1引言 164

5.2频率特性的基本概念 165

5.2.1频率特性的定义 165

5.2.2频率特性的表示方法 168

5.3典型环节的频率特性及特性曲线的绘制 171

5.4频域稳定判据及稳定裕量 183

5.4.1奈奎斯特稳定判据 184

5.4.2奈奎斯特稳定判据的应用 187

5.4.3对数稳定判据 190

5.4.4稳定裕量 191

5.5频率特性与控制系统性能的关系 196

5.5.1控制系统性能指标 196

5.5.2开环对数幅频特性与性能指标间的关系 199

5.6 MATLAB在本章中的应用 202

本章小结 209

习题 211

第6章 线性系统的校正方法 215

6.1引言 215

6.2系统校正的基本概念 216

6.2.1受控对象 216

6.2.2性能指标概述 216

6.2.3系统校正连接方式 217

6.2.4基本控制规律 219

6.3系统校正装置 224

6.3.1超前校正装置 224

6.3.2滞后校正装置 228

6.3.3滞后-超前校正装置 230

6.3.4超前校正、滞后校正和滞后-超前校正的比较 232

6.4反馈校正 233

6.4.1反馈校正的特点 233

6.4.2反馈校正系统的设计 234

6.4.3串联校正与反馈校正比较 234

6.5 MATLAB在本章中的应用 236

本章小结 252

习题 253

第7章 计算机控制系统概述 255

7.1引言 255

7.2计算机控制系统概述 256

7.3A/D转换采样过程与采样定理 257

7.3.1采样过程 257

7.3.2采样定理 258

7.3.3采样周期在工程应用中的选择方法 260

7.4采样信号的复现 261

7.5离散控制系统的数学模型 262

7.5.1脉冲传递函数的定义 263

7.5.2开环采样系统的脉冲传递函数 264

7.5.3闭环采样系统的脉冲传递函数 266

7.6采样控制系统的稳定性分析 268

7.7其他控制系统简介 272

7.7.1过程控制系统简介 272

7.7.2机电一体化系统简介 274

7.8 MATLAB在本章中的应用 276

本章小结 280

习题 282

附录A 拉普拉斯变换及反变换 285

附录B z变换定义及对照表 287

附录C 常用校正网络 289

附录D Bode图的绘制规则 291

附录E 常用MATLAB命令 293

参考文献 294