自动控制原理

第1章 自动控制的一般概念
1. 1 开环控制与闭环控制
1. 1. 1 自动控制系统
1. 1. 2 开环控制
1. 1. 3 闭环 反馈 控制
1. 2 控制系统举例
1. 2. 1 随动系统
1. 2. 2 恒值控制系统
1. 2. 3 数字控制系统
1. 2. 4 计算机控制系统
1. 3 控制系统的组成与对控制系统的基本要求
1. 3. 1 控制系统的组成
1. 3. 2 对控制系统的基本要求
1. 4 现代控制理论
1. 4. 1 最优控制
1. 4. 2 自适应控制
1. 4. 3 自学习控制
小结
习题
第2章 模型
2. 1 模型的定义和分类
2. 1. 1 模型的定义
2. 1. 2 模型的分类
2. 1. 3 模型的构造
2. 2 控制系统的数学模型
2. 3 建立系统微分方程的一般方法
2. 4 用拉氏变换解线性微分方程
2. 5 传递函数
2. 5. 1 传递函数的概念及定义
2. 5. 2 关于传递函数的几点说明
2. 5. 3 典型环节的传递函数
2. 6 动态结构图
2. 6. 1 动态结构图的概念
2. 6. 2 系统动态结构图的建立
2. 6. 3 结构图的基本形式
2. 6. 4 结构图的等效变换法则
2. 6. 5 结构图变换举例
2. 7 自动控制系统的传递函数
2. 7. 1 系统开环传递函数
2. 7. 2 系统闭环传递函数
2. 7. 3 闭环系统的误差传递函数
小结
习题
第3章 自动控制系统的时域分析
3. 1 典型控制过程及性能指标
3. 1. 1 典型控制过程
3. 1. 2 典型时间响应
3. 1. 3 阶跃响应的性能指标
3. 1. 4 优化性能指标
3. 2 一阶系统分析
3. 2. 1 一阶系统的数学模型
3. 2. 2 一阶系统的单位阶跃响应
3. 2. 3 一阶系统的单位脉冲响应
3. 2. 4 一阶系统的单位斜坡响应
3. 2. 5 三种响应之间的关系
3. 3 二阶系统分析
3. 3. 1 二阶系统的数学模型
3. 3. 2 二阶系统的单位阶跃响应
3. 3. 3 二阶系统的单位脉冲响应
3. 3. 4 二阶系统的单位斜坡响应
3. 3. 5 改善二阶系统响应特性的措施
3. 4 高阶系统分析
3. 4. 1 三阶系统的单位阶跃响应
3. 4. 2 高阶系统的单位阶跃响应
3. 4. 3 闭环主导极点
3. 4. 4 高阶系统的动态性能估算
3. 5 应用计算机求取系统的响应
3. 5. 1 欧拉法
3. 5. 2 预报-校正法
3. 5. 3 龙格-库塔法
3. 6 稳定性与代数判据
3. 6. 1 稳定的概念和定义
3. 6. 2 稳定性的代数判据
3. 6. 3 结构不稳定及其改进措施
3. 7 稳态误差分析
3. 7. 1 误差及稳态误差的定义
3. 7. 2 稳态误差的计算
3. 7. 3 系统的类型和静态误差系数
3. 7. 4 改善系统稳态精度的方法
小结
习题
第4章 根轨迹法
4. 1 根轨迹的基本概念
4. 2 绘制根轨迹的基本条件和基本规则
4. 2. 1 绘制根轨迹的基本条件
4. 2. 2 绘制根轨迹的基本规则
4. 3 特殊根轨迹
4. 3. 1 参数根轨迹
4. 3. 2 正反馈回路的根轨迹
4. 3. 3 滞后系统的根轨迹
4. 4 系统闭环零极点分布与阶跃响应的关系
4. 4. 1 用闭环零极点表示的阶跃响应解析式
4. 4. 2 闭环零极点分布与阶跃响应的定性关系
4. 4. 3 主导极点与偶极子
4. 4. 4 利用主导极点估算系统的性能指标
4. 5 开环零极点的变化对根轨迹的影响
4. 5. 1 开环零点的变化对根轨迹的影响
4. 5. 2 开环极点的变化对根轨迹的影响
小结
习题
第5章 频率法
5. 1 频率特性
5. 1. 1 幅相频率特性
5. 1. 2 对数频率特性
5. 2基本环节的频率特性
5. 2. 1 比例环节
5. 2. 2 惯性环节
5. 2. 3 积分环节
5. 2. 4 振荡环节
5. 2. 5 微分环节
5. 2. 6 一阶不稳定环节
5. 2. 7 时滞环节
5. 3 系统开环频率特性的绘制
5. 4 用频率法分析控制系统的稳定性
5. 4. 1 开环频率特性与闭环特征方程的关系
5. 4. 2 奈奎斯特稳定判据
5. 4. 3 虚轴上有开环特征报时的奈奎斯特判据
5. 4. 4 用对数频率特性判断系统的稳定性
5. 4. 5 控制系统的相对稳定性
5. 5 开环频率特性与系统动态性能的关系
5. 5. 1 低频段
5. 5. 2 中频段
5. 5. 3 高频段
5. 6 系统的闭环频率特性
5. 6. 1 等M圆图
5. 6. 2 等N圆图
5. 6. 3 根据闭环频率特性分析系统的时域响应
小结
习题
第6章 控制系统的校正
6. 1 控制系统校正的概念
6. 1. 1 受控对象
6. 1. 2 性能指标
6. 1. 3 系统校正
6. 2 串联校正
6. 2. 1 超前校正
6. 2. 2 滞后校正
6. 2. 3 滞后-超前校正
6. 3 反馈校正
6. 3. 1 利用反馈校正改变局部结构和参数
6. 3. 2 利用反馈校正取代局部结构
6. 4 前置校正
6. 4. 1 稳定与精度
6. 4. 2 抗扰与跟踪
6. 5 根轨迹法在系统校正中的应用
6. 5. 1 串联超前校正
6. 5. 2 串联滞后校正
小结
习题
第7章 采样系统分析
7. 1 采样系统
7. 2 采样过程与采样定理
7. 2. 1 采样过程
7. 2. 2 采样定理
7. 3 信号保持
7. 4 Z变换理论
7. 4. 1 Z变换定义
7. 4. 2 Z变换方法
7. 4. 3 Z变换性质
7. 4. 4 Z反变换
7. 4. 5 用z变换法不解差分方程
7. 5 脉冲传递函数
7. 5. 1 脉冲传递函数定义
7. 5. 2 脉冲传递函数的物理意义
7. 5. 3 脉冲传递函数的求法
7. 5. 4 开环系统脉冲传递函数
7. 5. 5 闭环系统脉冲传递函数
7. 6 采样系统性能分析
7. 6. 1 稳定性分析
7. 6. 2 稳态误差分析
7. 6. 3 动态性能分析
7. 6. 4 根轨迹法在采样系统中的应用
7. 6. 5 频率法在采样系统中的应用
小结
习题
第8章 非线性系统理论
8. 1 非线性系统的一般概念
8. 1. 1 非线性系统的特点
8. 1. 2 典型的非线性特性
8. 2 相平面法
8. 2. 1 相轨迹的作图方法
8. 2. 2 相轨迹的基本特点
8. 2. 3 线性系统的相轨迹
8. 3 相平面图的分析
8. 3. 1 由相平面图求时间
8. 3. 2 极限环
8. 3. 3 非线性系统的相平面分析
8. 4 描述函数法
8. 4. 1 描述函数的概念
8. 4. 2 典型非线性元件的描述函数
8. 5 非线性系统的描述函数法分析
8. 5. 1 非线性系统稳定性分析
8. 5. 2 非线性系统自振荡分析
8. 5. 3 非线性系统的结构简化
小结
习题
第9章 控制系统的状态空间分析与设计
9. 1 控制系统的状态空间描述
9. 1. 1 系统状态空间描述常用的基本概念
9. 1. 2 线性定常连续系统状态空间表达式的建立
9. 1. 3 状态空间模型和I／O模型之间的等价变换
9. 1. 4 线性定常连续系统状态方程的解
9. 2 控制系统的可控性与可观测性
9. 2. 1 系统可控性
9. 2. 2 系统可观测性
9. 2. 3 对偶原理
9. 3 线性定常系统的线性变换
9. 3. 1 线性变换
9. 3. 2 化系数矩阵人为对角阵或约当阵
9. 3. 3 化系统 A, B 为可控标准型
9. 3. 4 化系统 A, C 为可观测标准型
9. 3. 5 系统的规范分解
9. 4 控制系统的状态空间设计
9. 4. 1 线性定常系统常用反馈结构及其对系统特性的影响
9. 4. 2 状态反馈的极点配置设计法
9. 4. 3 状态观测器设计及分离特性
小结
习题
第10章 最优控制
10. 1 最优控制问题
10. 1. 1 被控对象的数学模型
10. 1. 2 边界条件与目标集
10. 1. 3 容许控制集合
10. 1. 4 性能指标
10. 1. 5 最优控制的研究方法
10. 2 最优控制中的变分法
10. 2. 1 泛函与变分
10. 2. 2 欧拉方程
10. 2. 3 横截条件
10. 3 对控制变量无约束的最优控制问题
10. 3. 1 末端时刻tf固定时的最优控制问题
10. 3. 2 末端时刻tf自由时的最优控制问题
10. 4 极小值原理
10. 4. 1 古典变分法的缺陷
10. 4. 2 极小值原理
10. 5 时间最优控制
10. 5. 1 线性系统的时间最优控制
10. 5. 2 线性系统时间最优控制问题解的必要条件
10. 5. 3 双积分装置的时间最优控制系统
10. 6 二次型性能指标的最优控制问题
10. 6. 1 状态调节器问题
10. 6. 2 定常状态调节器问题
10. 6. 3 输出调节器问题
10. 7 动态规划
10. 7. 1 最优性原理
10. 7. 2 离散时间线性二次型问题
10. 7. 3 连续动态规划与哈密顿-雅可比方程
小结
习题
第11章 系统辨识与自适应控制
11. 1 随机系统的数学描述
11. 1. 1 输入输出模型
11. 1. 2 状态空间模型
11. 2 系统辨识概念与基本方法
11. 2. 1 系统数学模型的建立
11. 2. 2 系统辨识的实验设计
11. 2. 3 系统辨识的方法
11. 2. 4 系统辨识的最小二乘法
11. 2. 5 最小二乘估计的递推算法
11. 2. 6 时变系统的最小二乘估计
11. 2. 7 有色噪声情况下的最小二乘法
11. 2. 8 辨识的其他问题
11. 3 自适应控制概念与基本方法
11. 3. 1 自适应控制概述
11. 3. 2 模型参考自适应控制
11. 3. 3 自校正控制系统
小结
习题
部分习题参考答案
参考文献