本教材比較全面地講解了自動控制的基本理論和應用,分上、下冊,本書是下冊,共有7章,第8章闡述了線性離散控制系統(tǒng)的一般概念、數學模型、性能分析方法以及數字校正;第9章介紹了非線性控制系統(tǒng)的基本概念以及相平面法、描述函數法等;第10章介紹了控制系統(tǒng)狀態(tài)空間描述的相關概念;第11章通過狀態(tài)方程求解對系統(tǒng)空間模型進行定量分析;第12章介紹了線性定常系統(tǒng)的能控能觀性;第13章介紹了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法;第14章對線性定常系統(tǒng)的綜合進行了討論。為方便理解和夯實相關知識,每章均配備有例題和習題。
本教材比較全面地涵蓋了大學本科“自動控制理論”課程的內容,可作為高校自動化、電氣工程及其自動化、機械工程及其自動化、熱力工程、通信工程、電子信息工程等相關專業(yè)的“自動控制原理”課程教材,也可以作為相關教師、自動化相關專業(yè)研究生、科技與工程技術人員的參考書。
本教材各章節(jié)內容的介紹基于MATLAB的控制系統(tǒng)計算機輔助分析與設計方法,需要讀者有相應的MATLAB應用基礎,以加強對課程的理解。
前言
第五篇線性離散控制系統(tǒng)篇
第8章線性離散控制系統(tǒng)
81概述
811離散控制系統(tǒng)簡介
812離散控制系統(tǒng)的特點和研究
方法
82信號采樣與恢復
821信號采樣
822采樣定理
823信號恢復
83z變換
831z變換的定義
832z變換的方法
833z變換的基本定理
834z反變換
84離散控制系統(tǒng)的數學模型
841差分方程
842脈沖傳遞函數
843離散控制系統(tǒng)的動態(tài)
結構圖
85離散控制系統(tǒng)的性能分析
851穩(wěn)定性
852動態(tài)性能
853穩(wěn)態(tài)誤差
86離散控制系統(tǒng)的數字校正
861模擬控制器的離散化
862根軌跡法校正
863頻率特性法校正
864數字控制器直接設計法
小結
習題
第六篇非線性控制系統(tǒng)
基礎篇第9章非線性控制系統(tǒng)
91概述
911非線性系統(tǒng)
912常見的非線性特性
913非線性控制系統(tǒng)的特點
92相平面法
921相平面法的基本概念
922相平面圖的繪制
923非線性控制系統(tǒng)的相平面
分析
93描述函數法
931描述函數法的基本概念
932非線性特性的描述函數
933非線性控制系統(tǒng)的描述
函數法分析
94改善非線性控制系統(tǒng)性能的
措施
941改變線性部分的參數和
結構
942改變非線性特性
943非線性特性的利用
小結
習題
第七篇現(xiàn)代控制理論基礎篇
第10章控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述
101控制系統(tǒng)
102控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型
1021基本概念
1022線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間
描述
1023狀態(tài)空間描述的模擬
結構圖
103系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式的
建立
1031由系統(tǒng)的物理機理建立
狀態(tài)空間表達式
1032由系統(tǒng)的模擬結構圖建立
狀態(tài)空間表達式
1033由系統(tǒng)的微分方程或傳遞
函數建立狀態(tài)空間表達式
104狀態(tài)空間表達式的線性
變換
1041線性變換
1042系統(tǒng)的特征值和特征
向量
1043化狀態(tài)空間表達式為對角
線標準型
1044化狀態(tài)空間表達式為約當
標準型
105由狀態(tài)空間描述求傳遞函數
(陣)
1051單輸入-單輸出系統(tǒng)
1052多輸入-多輸出系統(tǒng)
1053系統(tǒng)的輸入-輸出描述與
狀態(tài)空間描述的比較
106組合系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述和
傳遞函數陣
1061并聯(lián)組合系統(tǒng)
1062串聯(lián)組合系統(tǒng)
1063輸出反饋系統(tǒng)
107離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述
108基于MATLAB分析狀態(tài)空間
模型
小結
習題
第11章狀態(tài)方程的求解
111線性定常系統(tǒng)齊次狀態(tài)方程的
求解
112線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)轉移
矩陣
1121狀態(tài)轉移矩陣的定義
1122狀態(tài)轉移矩陣的性質
1123幾個特殊的矩陣指數
1124狀態(tài)轉移矩陣的計算
113線性定常系統(tǒng)非齊次狀態(tài)方程
的求解
114線性時變系統(tǒng)狀態(tài)方程的
求解
1141線性時變系統(tǒng)的狀態(tài)轉移
矩陣
1142狀態(tài)轉移矩陣的性質
1143狀態(tài)轉移矩陣的計算
1144線性時變系統(tǒng)齊次狀態(tài)
方程的解
1145線性時變系統(tǒng)非齊次狀態(tài)
方程的解
115線性連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)空間模型的
離散化
1151線性時變系統(tǒng)的
離散化
1152線性定常系統(tǒng)的
離散化
1153近似離散化
116離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
1161遞推法
1162z變換法
小結
習題
第12章線性定常系統(tǒng)的能控能
觀性
121線性定常系統(tǒng)的能控性
1211定常系統(tǒng)能控性示例
1212定常系統(tǒng)能控性的
定義
1213定常線性系統(tǒng)能控性
判據
1214線性離散定常系統(tǒng)的
能控性
122線性定常系統(tǒng)的能觀性
1221定常系統(tǒng)能觀性示例
1222定常系統(tǒng)能觀性定義
1223定常系統(tǒng)能觀性判據
1224線性離散定常系統(tǒng)的
能觀性
123能控性與能觀性的對偶
關系
1231線性系統(tǒng)的對偶關系
1232能控性和能觀性的對偶
關系(對偶原理)
124線性系統(tǒng)的能控標準型和
能觀標準型
1241線性定常系統(tǒng)的線性
變換
1242約當型方程的能控性、
能觀性判據
125線性定常系統(tǒng)結構分解
126線性定常系統(tǒng)的標準型
1261狀態(tài)空間描述的能控
規(guī)范型
1262線性定常系統(tǒng)的最小
實現(xiàn)
小結
習題
第13章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
131外部穩(wěn)定性與內部穩(wěn)定性
1311外部穩(wěn)定性
1312內部穩(wěn)定性
1313外部穩(wěn)定性與內部穩(wěn)定性
的關系
132李雅普諾夫穩(wěn)定性
1321系統(tǒng)的平衡狀態(tài)
1322李雅普諾夫穩(wěn)定性
定義
133李雅普諾夫第一法
1331線性系統(tǒng)的穩(wěn)定判據
1332非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性
134李雅普諾夫第二法
1341預備知識
1342李雅普諾夫第二法的判穩(wěn)
定理
135線性系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性
分析
1351線性定常連續(xù)系統(tǒng)的
穩(wěn)定性分析
1352線性時變連續(xù)系統(tǒng)的
穩(wěn)定性分析
1353線性定常離散系統(tǒng)的
穩(wěn)定性分析
1354線性時變離散系統(tǒng)的
穩(wěn)定性分析
136非線性系統(tǒng)的李雅普諾夫
穩(wěn)定性分析
1361克拉索夫斯基法
1362變量梯度法
小結
習題
第14章線性定常系統(tǒng)的綜合
141狀態(tài)反饋與輸出反饋
1411狀態(tài)反饋的結構和
特性
1412輸出反饋的結構和
特性
142極點配置
1421狀態(tài)反饋極點配置
1422極點配置定理
1423極點配置算法
1424輸出反饋極點配置
143系統(tǒng)鎮(zhèn)定
144狀態(tài)觀測器
1441全維觀測器
1442降維觀測器
145帶觀測器的狀態(tài)反饋系統(tǒng)的
綜合
1451系統(tǒng)描述
1452閉環(huán)系統(tǒng)的基本特性
小結
習題
參考文獻