控制工程基礎(chǔ)

目錄
第1章緒論(1)
1.1控制理論的基本含義(1)
1.1.1經(jīng)典控制理論(2)
1.1.2現(xiàn)代控制理論(2)
1.2控制系統(tǒng)的基本概念(3)
1.2.1系統(tǒng)的概念(3)
1.2.2控制與自動(dòng)控制的概念(3)
1.3控制系統(tǒng)的工作原理與組成(4)
1.3.1控制系統(tǒng)的工作原理(4)
1.3.2控制系統(tǒng)的組成(6)
1.4控制系統(tǒng)的基本類型(7)
1.4.1按控制策略分類(7)
1.4.2按輸入信號(hào)的性質(zhì)分類(8)
1.4.3按傳遞信號(hào)的性質(zhì)分類(9)
1.5控制系統(tǒng)的性能要求(9)
本章小結(jié)(10)
習(xí)題(11)
第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(12)
2.1控制系統(tǒng)的微分方程(12)
2.1.1微分方程建立步驟(13)
2.1.2控制系統(tǒng)的微分方程(13)
2.2拉氏變換與反變換(15)
2.2.1拉氏變換的定義(15)
2.2.2典型時(shí)間函數(shù)的拉氏變換(16)
2.2.3拉氏變換定理(18)
2.2.4拉氏反變換(21)
2.2.5拉氏變換求解線性微分方程(25)
2.3控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(26)
2.3.1傳遞函數(shù)的定義(26)
2.3.2傳遞函數(shù)的基本性質(zhì)(27)
2.3.3典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)(28)
2.4系統(tǒng)方框圖及其簡(jiǎn)化(33)
2.4.1控制系統(tǒng)框圖繪制步驟(34)
2.4.2方框圖的連接方式(35)
2.4.3方框圖的簡(jiǎn)化(36)
2.5控制系統(tǒng)常用傳遞函數(shù)(39)
2.5.1閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)(39)
2.5.2給定輸入作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)(40)
2.5.3擾動(dòng)作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)(40)
2.6信號(hào)流圖和梅遜公式(41)
2.6.1信號(hào)流圖(41)
2.6.2梅遜公式(43)
2.7非線性模型的線性化(45)
2.7.1線性化問(wèn)題的提出(45)
2.7.2非線性數(shù)學(xué)模型的線性化(45)
2.8控制系統(tǒng)建模舉例(47)
本章小結(jié)(49)
習(xí)題(50)
第3章控制系統(tǒng)的時(shí)域分析(54)
3.1時(shí)域響應(yīng)(54)
3.2典型輸入信號(hào)(55)
3.3一階系統(tǒng)的時(shí)域分析(57)
3.3.1一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)(58)
3.3.2一階系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)(59)
3.4二階系統(tǒng)的時(shí)域分析(59)
3.4.1二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)(60)
3.4.2控制系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)(63)
3.4.3二階系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)(66)
3.5高階系統(tǒng)的時(shí)域分析(69)
3.5.1高階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)(69)
3.5.2主導(dǎo)極點(diǎn)(71)
3.5.3高階系統(tǒng)階躍性能指標(biāo)(72)
3.6控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析(73)
3.6.1穩(wěn)定的概念(73)
3.6.2穩(wěn)定的條件(74)
3.6.3勞斯穩(wěn)定判據(jù)(76)
3.7控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差分析(79)
3.7.1偏差及誤差的概念(79)
3.7.2系統(tǒng)的類型和偏差系數(shù)(81)
3.7.3擾動(dòng)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差(83)
3.7.4控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度改善措施(84)
本章小結(jié)(85)
習(xí)題(86)
第4章控制系統(tǒng)的頻域分析(89)
4.1頻率特性的基本概念(89)
4.1.1頻率響應(yīng)(89)
4.1.2頻率特性(90)
4.1.3頻率特性的求取方法及表達(dá)方式(91)
4.2典型環(huán)節(jié)的頻率特性(95)
4.2.1比例環(huán)節(jié)(95)
4.2.2慣性環(huán)節(jié)(95)
4.2.3一階微分環(huán)節(jié)(98)
4.2.4二階振蕩環(huán)節(jié)(99)
4.2.5積分環(huán)節(jié)(103)
4.2.6延遲環(huán)節(jié)(104)
4.3控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)頻率特性(105)
4.3.1最小相位系統(tǒng)(105)
4.3.2系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)奈奎斯特圖的繪制(106)
4.3.3系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)伯德圖的繪制(109)
4.3.4傳遞函數(shù)的實(shí)驗(yàn)確定法(112)
4.4系統(tǒng)穩(wěn)定性的頻域分析(116)
4.4.1奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)(116)
4.4.2伯德穩(wěn)定性判據(jù)(122)
4.4.3控制系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性(124)
4.5系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的頻域指標(biāo)(126)
4.5.1閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性(126)
4.5.2閉環(huán)頻域性能指標(biāo)(128)
4.5.3開(kāi)環(huán)系統(tǒng)頻域性能指標(biāo)(130)
4.5.4用開(kāi)環(huán)系統(tǒng)頻率特性分析閉環(huán)系統(tǒng)性能(131)
本章小結(jié)(132)
習(xí)題(133)
第5章控制系統(tǒng)的綜合與校正(138)
5.1校正的基本概念(138)
5.1.1控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)(138)
5.1.2控制系統(tǒng)的校正概念(139)
5.1.3系統(tǒng)常用校正方式(139)
5.2PID控制器(140)
5.2.1PID控制器(140)
5.2.2P控制(141)
5.2.3PI控制(142)
5.2.4PD控制(144)
5.2.5PID控制(145)
5.3PID控制器的實(shí)現(xiàn)(146)
5.3.1PD控制器(147)
5.3.2PI控制器(147)
5.3.3PID控制器(147)
5.4反饋校正(148)
5.4.1反饋校正的連接形式(148)
5.4.2反饋校正的特點(diǎn)(149)
5.5復(fù)合校正(149)
5.5.1順饋補(bǔ)償(150)
5.5.2前饋補(bǔ)償(151)
本章小結(jié)(151)
習(xí)題(152)
第6章控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(154)
6.1概述(154)
6.2硬盤(pán)控制分析與建模(155)
6.2.1硬盤(pán)工作原理(155)
6.2.2硬盤(pán)控制建模(158)
6.3MATLAB簡(jiǎn)介(159)
6.3.1MATLAB簡(jiǎn)介(159)
6.3.2MATLAB Simulink(161)
6.4硬盤(pán)控制系統(tǒng)校正(162)
6.4.1硬盤(pán)控制系統(tǒng)性能分析(162)
6.4.2硬盤(pán)控制系統(tǒng)時(shí)域校正(164)
6.4.3硬盤(pán)控制系統(tǒng)頻域校正(169)
6.5磁懸浮小球系統(tǒng)校正(171)
本章小結(jié)(175)
習(xí)題(175)
參考文獻(xiàn)(177)