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內容簡介

　　《自動控製原理（上冊 第2版）》是一套改革傳統體係、將控製理論的兩部分基礎內容：經典控製理論與“現代”控製理論（即狀態空間法基礎）有機結閤而編寫的具有鮮明特色的新體係教材。全書從現代控製係統的本質特徵（即必須在乾擾和不確定性條件下可靠和有效地工作）齣發展開討論，不僅定性而且定量地分析反饋控製的作用並闡明自動控製係統的基本組成原理和構建高精度控製係統的基本思路，規範綫性定常（連續與離散、單變量與多變量）係統的零極點的定義，建立統一的綫性定常（連續與離散）係統理論框架和綫性係統“經典”與“現代”控製理論有機結閤的新體係。使讀者在對比中認識“經典”與“現代”控製理論，用統一的觀點建立對控製理論基礎知識的總體概念，在統一的理論框架下以現代控製科學的觀點和新的視角審視、理解和闡述經典控製理論的有關內容，並將綫性離散係統理論放在主要地位來介紹，而在具體內容和方法上仍保持“經典”與“現代”控製理論的各自錶達方式和係統性。在內容的組織上注重理論上的基礎性和工程上的實用性，強調理論聯係實際和係統優化意識，引人國際流行的MATLAB/Simulink軟件進行控製係統的分析與設計，並增大教材的靈活性和可用性以滿足不同層次、不同要求教學和讀者自學的需要。《自動控製原理（上冊 第2版）》符閤國際控製理論教材發展趨勢，體係新穎、內容係統、分析詳盡、例題豐富，例題數量比第一版增加瞭一倍多，達370多道，可為學生的自主學習、能力培養和個性發展以及在職人員的自學創造條件，並為教師實施因材施教、按需組織教學提供靈活選擇的空間。
　　全書分上、下兩冊。《自動控製原理（上冊 第2版）》以經典控製理論為主，內容包括：緒論、綫性控製係統的數學描述、綫性控製係統的運動分析、根軌跡法和頻率響應分析法；下冊以現代控製理論為主，內容包括：頻率響應綜閤法、綫性係統的結構分析、綫性控製係統的狀態空間綜閤法、綫性離散控製係統和非綫性控製係統。《自動控製原理（上冊 第2版）》可作為自動化類專業本科生的教材和在職人員的自學用書，也可作為相關專業的研究生教材以及有關教師和工程技術人員的參考書。

作者簡介

　　黃傢英，福建永春縣人。1958年畢業於浙江大學電機工程係。現為四川大學自動化係教授，四川省自動化與儀器儀錶學會榮譽理事，國務院特殊津貼獲得者。
　　在教學研究方麵，積極改革“自動控製理論”傳統的教學體係，探索和構建將其兩部分基礎內容——綫性係統的經典控製理論與現代控製理論（即狀態空間法基礎）有機結閤的新體係。1991年齣版新體係教材《自動控製原理》（上、下冊）。在世紀之交，承擔多項四川省教學改革與研究項目，在國內外會議和刊物上發錶有關新體係論文10餘篇。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 引言
1.2 自動控製係統的基本形式
1.2.1 開環控製係統
1.2.2 閉環控製係統
1.2.3 智能化發展趨勢
1.3 自動控製的基本方式
1.3.1 反饋控製與順饋控製
1.3.2 復閤控製
1.4 自動控製係統的基本類型
1.4.1 連續控製係統與離散控製係統
1.4.2 綫性控製係統與非綫性控製係統
1.4.3 定常係統與時變係統
1.4.4 恒值控製係統與隨動控製係統
1.5 對自動控製係統的基本要求
1.5.1 基本要求
1.5.2 典型輸入信號
1.6 曆史的迴顧與全書的體係結構
小結
典型例題分析
習題

第2章 綫性控製係統的數學描述
2.1 引言
2.2 拉普拉斯變換
2.3 輸入輸齣描述法
2.3.1 輸入輸齣微分方程的建立及其求解
2.3.2 傳遞函數與傳遞函數零點和極點
2.3.3 典型環節的傳遞函數
2.3.4 多變量係統的傳遞函數陣
2.4 數學模型圖示法與反饋控製係統的傳遞函數
2.4.1 結構圖
2.4.2 信號流圖與梅森增益公式
2.4.3 狀態變量圖
2.4.4 反饋控製係統的傳遞函數
2.4.5 應用MATLAB求反饋控製係統的傳遞函數
2.5 狀態空間描述法
2.5.1 狀態與狀態空間
2.5.2 控製係統的狀態空間錶達式
2.5.3 綫性定常係統狀態空間錶達式的建立
2.5.4 係統零極點及其與傳遞函數零極點的關係
2.5.5 應用MATLAB求綫性定常係統的狀態空間錶達式
2.6 傳遞函數（陣）描述與狀態空間描述之間的相互轉換
2.6.1 由狀態空間描述轉換為傳遞函數（陣）
2.6.2 由傳遞函數轉換為狀態空間描述
2.6.3 應用MATLAB進行模型之間的相互轉換和求零極點
2.7 工程控製係統數學模型的建立
2.7.1 非綫性數學模型的綫性化
2.7.2 典型機電控製係統的傳遞函數與狀態空間錶達式
2.7.3 典型機械係統的數學模型與相似性原理
2.7.4 典型液麵控製係統的傳遞函數與狀態空間錶達式
2.7.5 熱力控製係統的傳遞函數與狀態空間錶達式
小結
典型例題分析
習題

第3章 綫性控製係統的運動分析
3.1 引言
3.1.1 分析的齣發點與基本內容
3.1.2 綫性控製係統的時間響應
3.2 綫性控製係統的零輸入響應
3.2.1 基於輸入輸齣描述綫性定常係統的零輸入響應
3.2.2 基於狀態空間描述綫性定常係統的零輸入響應
3.2.3 狀態轉移矩陣與綫性時變係統的零輸入響應
3.2.4 應用MATLAB求控製係統的零輸入響應
3.3 綫性控製係統的零狀態響應
3.3.1 基於輸入輸齣描述綫性定常係統的零狀態響應
3.3.2 基於狀態空間描述綫性係統的零狀態響應
3.3.3 應用MATLAB求控製係統的零狀態響應
3.4 控製係統運動的穩定性
3.4.1 內部穩定性
3.4.2 外部穩定性及其與內部穩定性之間的關係
3.4.3 勞斯-赫爾維茨穩定判據
3.4.4 李雅普諾夫第一方法
3.5 綫性控製係統的暫態響應特性
3.5.1 單位階躍響應與性能指標
3.5.2 一階係統的暫態響應特性
3.5.3 二階規範係統的暫態響應特性
3.5.4 添加零點對二階規範係統暫態特性的影響
3.5.5 高階係統的暫態響應特性
3.6 綫性控製係統的穩態誤差
3.6.1 跟蹤穩態誤差
3.6.2 擾動穩態誤差
3.7 反饋控製的作用與閉環係統的基本控製律：PID控製
3.7.1 反饋控製的作用與控製係統靈敏度的分析
3.7.2 閉環控製係統的基本控製律：PID控製
小結
典型例題分析
習題

第4章 根軌跡法
4.1 引言
4.2 根軌跡的基本原理與繪製方法
4.2.1 輻角條件與幅值條件
4.2.2 根軌跡法的一般步驟
4.2.3 繪製根軌跡的基本規則
4.2.4 參數根軌跡
4.3 應用MATLAB繪製根軌跡和對係統進行分析
4.4 零度根軌跡
4.5 根軌跡族
4.6 根軌跡綜閤法
4.6.1 校正的基本方式
4.6.2 添加開環零極點對根軌跡形狀的影響
4.6.3 校正裝置
4.7 串聯校正的綜閤
4.7.1 串聯超前校正的綜閤
4.7.2 串聯遲後校正的綜閤
4.7.3 串聯遲後一超前校正的綜閤
4.8 局部反饋校正的綜閤
小結
典型例題分析
習題

第5章 頻率響應分析法
5.1 引言
5.1.1 頻率響應法的基本概念
5.1.2 頻率特性的圖示方法
5.1.3 頻率特性與零極點的關係
5.2 典型環節的頻率特性
5.2.1 比例環節的頻率特性
5.2.2 積分環節與微分環節的頻率特性
5.2.3 慣性環節與一階微分環節的頻率特性
5.2.4 振蕩環節與二階微分環節的頻率特性
5.2.5 非最小相位環節的頻率特性
5.3 控製係統頻率特性圖的繪製
5.3.1 控製係統對數頻率特性圖的繪製
5.3.2 控製係統幅相頻率特性圖的繪製
5.3.3 應用MATLAB繪製控製係統的頻率特性圖
5.4 閉環頻率特性
5.4.1 應用MATLAB繪製尼科爾斯圖
5.4.2 閉環頻率特性的基本特點
5.5 頻率特性函數的若乾重要性質
5.6 奈奎斯特穩定判據
5.6.1 映射定理
5.6.2 奈奎斯特穩定判據
5.6.3 奈奎斯特穩定判據的對數坐標圖形式
5.7 控製係統的穩定裕量與魯棒性
5.8 控製係統的暫態性能與穩態性能的分析計算
5.8.1 應用頻率特性計算二階規範係統的暫態性能
5.8.2 應用頻率特性估算實際控製係統的暫態性能
5.8.3 應用開環頻率特性計算控製係統的穩態性能
5.9 應用頻率響應實驗法確定傳遞函數
小結
典型例題分析
習題

附錄 上冊部分習題參考答案
參考文獻
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