第1章自動控制系統(tǒng)概述27
1.1引言27
1.2開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)29
1.2.1開環(huán)控制系統(tǒng)29
1.2.2閉環(huán)控制系統(tǒng)30
1.3閉環(huán)自動控制系統(tǒng)的基本組成32
1.4自動控制系統(tǒng)的分類33
1.5控制系統(tǒng)的基本要求34
1.6控制系統(tǒng)數(shù)字仿真實踐的必要性34
本章小結36
思考題36
第2章線性系統(tǒng)的數(shù)學模型37
2.1引言37
2.2非線性微分方程的線性化39
2.3傳遞函數(shù)41
2.3.1傳遞函數(shù)的定義41
2.3.2典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)45
2.4控制系統(tǒng)結構圖及其化簡方法48
2.4.1結構圖的組成要素48
2.4.2環(huán)節(jié)的連接方式48
2.4.3結構圖的變換和化簡50
2.5信號流程圖54
2.5.1基本概念與常用術語54
2.5.2梅遜公式及其應用56
2.6基于MATLAB的控制系統(tǒng)仿真模型58
本章小結62
思考題62
第3章線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)
特性分析65
3.1典型輸入信號65
3.2控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析67
3.2.1穩(wěn)定性的基本概念67
3.2.2線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析68
3.3勞斯穩(wěn)定判據(jù)69
3.4控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析73
3.5MATLAB在線性系統(tǒng)穩(wěn)定性及穩(wěn)態(tài)
性能分析中的應用79
本章小結87
思考題87
第4章線性系統(tǒng)的動態(tài)時域分析89
4.1控制系統(tǒng)時域響應的性能指標89
4.1.1動態(tài)性能指標89
4.1.2穩(wěn)態(tài)性能指標90
4.2一階系統(tǒng)的動態(tài)響應90
4.3二階系統(tǒng)的動態(tài)響應93
4.3.1典型二階系統(tǒng)的數(shù)學模型93
4.3.2二階系統(tǒng)的單位階躍響應94
4.3.3欠阻尼二階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標
分析96
4.3.4二階系統(tǒng)的單位脈沖響應100
4.3.5傳遞函數(shù)含有零點的欠阻尼二階
系統(tǒng)動態(tài)性能101
4.4高階系統(tǒng)的動態(tài)響應102
4.5基于MATLAB的線性控制系統(tǒng)動態(tài)時
域分析104
本章小結111
思考題112
第5章線性系統(tǒng)的頻域分析114
5.1頻率特性的基本概念114
5.1.1頻率特性114
5.1.2頻率特性的圖形表示115
5.2典型環(huán)節(jié)的頻率特性117
5.3系統(tǒng)開環(huán)頻率特性圖124
5.3.1系統(tǒng)開環(huán)頻率特性極坐標圖
繪制124
5.3.2系統(tǒng)開環(huán)頻率特性伯德圖
繪制126
5.3.3最小相位系統(tǒng)129
5.4頻率域穩(wěn)定性判據(jù)131
5.4.1開環(huán)極點、閉環(huán)極點與輔助
方程零極點的關系131
5.4.2輻角原理132
5.4.3奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)134
5.4.4系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)串聯(lián)積分環(huán)節(jié)
的情況136
5.4.5伯德圖判別閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性137
5.5穩(wěn)定裕度139
5.6閉環(huán)系統(tǒng)頻率特性141
5.7基于MATLAB的線性控制系統(tǒng)頻域
分析143
本章小結148
思考題148
第6章線性系統(tǒng)的校正151
6.1校正的基本概念151
6.2線性系統(tǒng)的基本控制規(guī)律153
6.3常用串聯(lián)校正及特性156
6.3.1相位超前校正156
6.3.2串聯(lián)相位超前校正158
6.3.3相位滯后校正160
6.3.4串聯(lián)相位滯后校正162
6.3.5相位滯后-超前校正164
6.4期望特性串聯(lián)校正166
6.5MATLAB在線性控制系統(tǒng)校正中的
應用167
本章小結173
思考題173
第7章非線性系統(tǒng)的分析175
7.1非線性系統(tǒng)的基本概念175
7.2常見典型非線性特性177
7.3描述函數(shù)法179
7.3.1描述函數(shù)的基本概念179
7.3.2常見非線性特性的描述函數(shù)180
7.3.3描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)184
7.4相平面法188
7.5基于MATLAB的非線性系統(tǒng)分析192
本章小結197
思考題198
第8章采樣控制系統(tǒng)的分析200
8.1采樣控制系統(tǒng)的基本概念200
8.2采樣過程和采樣定理201
8.2.1采樣過程201
8.2.2采樣定理202
8.2.3保持器203
8.3采樣控制系統(tǒng)的數(shù)學基礎205
8.3.1z變換205
8.3.2z反變換208
8.3.3差分方程209
8.4脈沖傳遞函數(shù)211
8.4.1基本概念211
8.4.2采樣控制系統(tǒng)的開環(huán)脈沖傳遞
函數(shù)212
8.4.3采樣控制系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞
函數(shù)214
8.5線性采樣系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析215
8.5.1采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定條件216
8.5.2線性采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定條件217
8.6基于MATLAB的采樣控制系統(tǒng)
分析218
本章小結221
思考題222
參考文獻223
后記224