編輯推薦

多年一綫教學經驗的總結，適閤本專科自動化和相關專業必修課程

內容簡介

本書係統地介紹瞭經典控製理論的基本內容，著重於基本概念、基本理論和基本方法的論述。全書共分8章：自動控製係統的基本概念、控製係統的建模、控製係統的時域分析法、控製係統的根軌跡法、控製係統的頻率響應法、控製係統的校正、非綫性控製係統、離散控製係統。 本書有兩個重要特點。一是體現瞭科學性與實用性。為瞭科學地、驗證理論內容，在每章都加入瞭Matlab的具體應用實例。為瞭便於讀者深入理解書中所述的重要概念，每章都列舉瞭一定數量的例題和習題，供練習之用。二是適閤語碼轉換式雙語教學。在每節中都為重要的技術術語加注瞭英文詞匯，每節末都加入瞭重點概念和術語的中英文對照錶，便於學生為閱讀外文專業文獻積纍詞匯量，進而切實地提高雙語教學水平。

作者簡介

　　　　張濤，博士，副教授，主講自動控製原理、電路原理、計算機控製技術等多門課程，主持和參與多項省部級教學建設項目。科研方麵，主要從事先進控製理論及電動汽車方麵的研究工作，主持參與瞭*傢級、省部級科研課題6項，齣版專著多部，發錶論文20餘篇，其中Sci檢索3篇，Ei檢索17篇。

目錄

第1章 自動控製係統的基本概念 1
1．1 自動控製係統的定義 1
1．2 自動控製係統的分類 4
1．2．1 運動與過程控製係統 4
1．2．2 開環與閉環控製係統 4
1．2．3 定值、隨動與程序控製係統 6
1．2．4 綫性與非綫性控製係統 7
1．2．5 連續與離散控製係統 8
1．3 自動控製係統的性能評價 8
1．4 自動控製理論的發展概況 10
小結 13
習題 13
第2章 控製係統的建模 15
2．1 控製係統微分方程的建立 16
2．1．1 簡單係統微分方程的建立 16
2．1．2 復雜係統微分方程的建立 18
2．2 非綫性數學模型的綫性化 21
2．3 傳遞函數 24
2．3．1 傳遞函數的定義 24
2．3．2 傳遞函數的特點 25
2．3．3 傳遞函數與理想單位脈衝響應的關係 26
2．3．4 係統典型環節的傳遞函數 28
2．4 係統框圖與傳遞函數 33
2．4．1 框圖的組成 33
2．4．2 係統框圖的建立 33
2．4．3 框圖的等效變換 35
2．4．4 控製係統的傳遞函數 40
2．5 信號流圖和梅遜公式的應用 42
2．5．1 信號流圖的概念 42
2．5．2 信號流圖的術語和性質 43
2．5．3 梅遜增益公式及其應用 45
2．6 利用Matlab建立數學模型 48
小結 51
習題 51
第3章 控製係統的時域分析法 54
3．1 控製係統的時域性能指標 54
3．1．1 典型輸入信號 54
3．1．2 控製係統時域性能指標 57
3．2 一階係統的時域分析 59
3．2．1 一階係統的數學模型 59
3．2．2 一階係統的單位階躍響應 59
3．2．3 一階係統的單位斜坡響應 61
3．2．4 一階係統的單位拋物綫響應 61
3．2．5 一階係統的單位脈衝響應 62
3．3 二階係統的時域分析 62
3．3．1 二階係統的數學模型 62
3．3．2 二階係統的單位階躍響應 64
3．3．3 欠阻尼二階係統的性能分析 67
3．3．4 二階係統的單位脈衝響應 71
3．3．5 二階工程最佳參數 72
3．4 高階係統的時域分析 73
3．4．1 高階係統的單位階躍響應 74
3．4．2 閉環主導極點 75
3．5 綫性係統的穩定性分析 75
3．5．1 穩定性的基本概念 76
3．5．2 綫性係統穩定的充分必要條件 77
3．5．3 綫性係統穩定的必要條件 78
3．5．4 勞斯穩定判據 78
3．5．5 赫爾維茲穩定判據 81
3．5．6 勞斯判據的應用 82
3．6 控製係統的穩態誤差 84
3．6．1 穩態誤差的定義 84
3．6．2 係統類型與輸入作用下的穩態誤差 85
3．6．3 擾動作用下的穩態誤差 88
3．6．4 提高係統穩態精度的方法 90
3．7 Matlab在時域分析法中的應用 90
3．7．1 單位脈衝響應和單位階躍響應 90
3．7．2 單位斜坡響應 92
3．7．3 任意函數作用下係統的響應 93
3．7．4 Simulink中時域響應舉例 95
小結 96
習題 96
第4章 控製係統的根軌跡法 99
4．1 根軌跡的基本概念 99
4．1．1 根軌跡的概念 99
4．1．2 根軌跡與係統性能 100
4．1．3 根軌跡的幅值條件和相角條件 101
4．1．4 根軌跡增益與係統開環增益的關係 102
4．2 繪製根軌跡的基本法則 103
4．3 廣義根軌跡的繪製 114
4．3．1 參量根軌跡 114
4．3．2 零度根軌跡 117
4．4 用根軌跡分析閉環控製係統的性能 120
4．4．1 用根軌跡分析係統的穩定性 120
4．4．2 用根軌跡分析係統的動態性能 121
4．4．3 用根軌跡分析係統的穩態性能 122
4．4．4 附加開環零、極點的作用 124
4．5 Matlab在根軌跡法中的應用 126
小結 131
習題 131
第5章 控製係統的頻率響應法 135
5．1 頻率特性 135
5．1．1 頻率特性的基本概念 135
5．1．2 由傳遞函數確定係統的頻率響應 137
5．2 對數坐標圖 139
5．2．1 典型因子的伯德圖 140
5．2．2 繪製開環係統伯德圖的一般步驟 148
5．2．3 最小相位係統與非最小相位係統 149
5．2．4 係統的類型與對數幅頻特性麯綫低頻漸近綫的對應關係 150
5．3 極坐標圖 153
5．3．1 典型因子的乃氏圖 153
5．3．2 極坐標圖的一般形狀 157
5．4 乃奎斯特穩定判據 160
5．4．1 幅角原理 160
5．4．2 乃奎斯特穩定判據 162
5．4．3 乃氏判據應用於滯後係統 168
5．5 相對穩定性分析 170
5．5．1 增益裕量 171
5．5．2 相位裕量 171
5．5．3 相對穩定性與對數幅頻特性中頻段斜率的關係 173
5．6 頻域性能指標與時域性能指標間的關係 175
5．6．1 閉環頻率特性及其特徵量 175
5．6．2 二階係統時域響應與頻域響應的關係 177
5．7 傳遞函數的實驗確定 181
5．8 Matlab在頻率響應法中的應用 182
5．8．1 用Matlab繪製伯德圖 183
5．8．2 用Matlab繪製乃奎斯特圖 186
小結 190
習題 191
第6章 控製係統的校正 195
6．1 係統的設計與校正問題 195
6．1．1 被控對象 195
6．1．2 性能指標 195
6．1．3 係統帶寬的確定 197
6．1．4 係統校正方式 198
6．2 綫性係統的基本控製規律 199
6．2．1 比例控製規律 200
6．2．2 比例―微分控製規律 200
6．2．3 積分控製規律 200
6．2．4 比例―積分控製規律 201
6．2．5 比例―積分―微分控製規律 201
6．3 串聯校正 202
6．3．1 超前校正 203
6．3．2 滯後校正 208
6．3．3 滯後―超前校正 214
6．4 反饋校正 220
6．4．1 利用反饋校正改變局部結構和參數 221
6．4．2 利用反饋校正取代局部結構 222
6．5 復閤校正 223
6．5．1 前饋校正與反饋控製組成的復閤控製 223
6．5．2 擾動補償校正與反饋控製組成的復閤控製 225
6．6 Matlab在串聯校正中的應用 226
小結 233
習題 234
第7章 非綫性控製係統 236
7．1 非綫性控製係統概述 236
7．1．1 研究非綫性控製理論的意義 236
7．1．2 非綫性係統的特徵 238
7．1．3 非綫性係統的分析與設計方法 240
7．2 常見非綫性及其對係統運動的影響 241
7．2．1 非綫性特性的等效增益 241
7．2．2 常見非綫性因素對係統運動的影響 243
7．3 非綫性元件的描述函數 245
7．3．1 描述函數的基本概念 246
7．3．2 非綫性元件描述函數的舉例 247
7．3．3 用描述函數法分析非綫性控製係統 252
7．4 非綫性係統的相平麵分析 255
7．4．1 相平麵的基本概念 255
7．4．2 綫性二階係統的相軌跡 256
7．4．3 繪製相平麵圖的等傾斜綫法 258
7．4．4 非綫性係統的相平麵分析 260
7．5 Matlab在相平麵分析中的應用 265
小結 269
習題 270
第8章 離散控製係統 272
8．1 離散控製係統的概念 272
8．2 信號的采樣與復現 275
8．2．1 采樣過程 275
8．2．2 采樣定理 276
8．2．3 零階保持器 278
8．3 Z變換與Z反變換 280
8．3．1 Z變換 280
8．3．2 Z變換的基本性質 283
8．3．3 Z反變換 286
8．4 脈衝傳遞函數 288
8．4．1 串聯環節的脈衝傳遞函數 289
8．4．2 閉環係統的脈衝傳遞函數 291
8．5 差分方程 295
8．5．1 差分的定義 295
8．5．2 差分方程概述 295
8．5．3 用Z變換法求解差分方程 296
8．5．4 用迭代法求解差分方程 297
8．6 離散控製係統的性能分析 299
8．6．1 離散控製係統的穩定性分析 299
8．6．2 閉環極點與瞬態響應的關係 302
8．6．3 離散係統的穩態誤差 305
8．7 Matlab在離散控製係統中的應用 307
8．7．1 利用Simulink分析和設計離散控製係統 307
8．7．2 利用Matlab函數分析和設計離散控製係統 312
8．7．3 利用SISO分析工具分析和設計離散控製係統 312
小結 314
習題 314

前言/序言

前 言

要實現中華民族偉大復興的中國夢，離不開工業全麵現代化的支撐，而工業現代化的基礎就是自動化，從而“自動控製理論”就成為高等院校許多學科共同的專業基礎，且越來越占有重要的位置。

“自動控製理論”是專門研究有關自動化係統基本概念、基本原理和基本方法的一門課程。本書係統而全麵地介紹瞭經典控製理論的基本內容。主要內容包括自動控製基礎知識、控製係統的建模、控製係統的時域分析法、控製係統的根軌跡法、控製係統的頻率響應法、控製係統的校正、非綫性控製係統和離散控製係統。這些內容都是被國內外高校公認的關於自動控製理論的基本內容。

本書的一個重要特點是體現瞭科學性與實用性。為瞭科學地驗證理論內容，在每章都加入瞭Matlab的具體應用實例。為瞭便於讀者深入理解書中所述的重要概念，每章都列舉瞭一定數量的例題和習題，供練習之用。

本書的另一個重要特點是適閤語碼轉換式雙語教學。在每節中都為重要的技術術語加注瞭英文詞匯，每節末都加入瞭重點概念和術語的中英文對照錶，便於教師在課堂上對學生進行專業詞匯的滲透，使學生在學習本課程的同時逐步增加專業詞匯量，方便學生更好地閱讀外文專業文獻，進而切實提高雙語教學水平。

本書由張濤、王娟和杜海英擔任主編，唐建波、馬彪和宋鵬擔任副主編。全書共分為8章，其中第1、5章由張濤執筆，第2、6章由王娟執筆，第3、4章由杜海英執筆，第7章由唐建波執筆，第8章由馬彪執筆，每章的Matlab應用部分由宋鵬執筆。本書由徐國凱教授擔任主審。研究生徐凱、馬雪寒和龍雨飛承擔瞭部分繪圖和文字處理工作，在此錶示感謝。

書中參考和藉鑒瞭同類教科書的精華，為此對原書作者深錶謝意。

本書可作為自動化專業本科生的教科書，也可作為電子信息類或其他與控製有關的專業的本科生、研究生及工程技術人員的參考書。

由於編者水平有限，書中一定會有一些不妥之處，懇請廣大讀者和同行專傢批評、指正。

正版書 包裝夠嚴實

裏麵有matlab的應用程序

發貨速度快，就是包裝比較簡單。

主要是講自控理論的，matlab和simulink寫的不多

書連基本包裝都沒

正版書 包裝夠嚴實

發貨速度快，就是包裝比較簡單。

好

裏麵有matlab的應用程序