自动控制原理学习辅导：知识精粹、习题详解、考研真题

1概述1 1.1本章基本要求1 1.2本章知识点与重要公式1 1.2.1一些重要的概念1 1.2.2控制系统的基本结构形式2 1.2.3控制系统的分类2 1.2.4控制系统的组成与方块图2 1.2.5小结2 1.3典型例题精选3 1.4习题一7 1.5自测题一10 2连续时间控制系统的数学模型12 2.1本章基本要求12 2.2本章知识点与重要公式12 2.2.1动态系统的微分方程模型12 2.2.2基于泰勒级数展开的非线性系统线性化方法14 2.2.3相似系统14 2.2.4动态系统的状态空间模型15 2.2.5动态系统的传递函数模型16 2.2.6系统方块图16 2.2.7信号流图与梅逊公式17 2.2.8微分方程、传递函数与状态空间模型之间的相互转换19 2.2.9状态变换和状态变换中的特征值的不变性22 2.2.10小结22 2.3典型例题精选23 2.4习题二49 2.5自测题二56 3线性系统的时域分析法60 3.1本章基本要求60 3.2本章知识点精粹与重要公式60 3.2.1典型输入60 3.2.2微分方程的拉氏变换求解61 3.2.3控制系统的时域性能指标62 3.2.4一阶系统时域分析63 3.2.5二阶系统时域分析64 3.2.6高阶系统时域分析65 3.2.7常规控制器及其对系统的影响66 3.2.8状态方程的求解与分析66 3.2.9被控对象的实验建模67 3.2.10时域分析方法小结68 3.3典型例题精选69 3.4习题三78 3.5自测题三82 4连续时间控制系统的稳定性与稳态误差86 4.1本章基本要求86 4.2本章知识点与重要公式86 4.2.1稳定性86 4.2.2劳斯判据86 4.2.3稳态误差88 4.2.4反馈控制系统的“型”89 4.2.5稳态误差系数89 4.2.6等效单位负反馈系统90 4.2.7系统稳定性分析小结90 4.3典型例题精选91 4.4习题四98 4.5自测题四100 5根轨迹分析法102 5.1本章基本要求102 5.2本章知识点与重要公式102 5.2.1基本概念102 5.2.2绘制根轨迹的基本法则103 5.2.3广义根轨迹106 5.2.4基于根轨迹的系统性能分析107 5.2.5基于根轨迹的补偿器设计108 5.2.6根轨迹方法小结108 5.3典型例题精选109 5.4习题五130 5.5自测题五133 6频率特性分析法136 6.1本章基本要求136 6.2本章知识点与重要公式136 6.2.1频率特性的定义136 6.2.2频率特性的图示法136 6.2.3由对数频率特性曲线确定系统传递函数原则139 6.2.4奈奎斯特(Nyquist)稳定性判据140 6.2.5频域指标与时域指标的关系141 6.2.6频率特性分析方法小结142 6.3典型例题精选143 6.4习题六155 6.5自测题159 7线性离散时间控制系统分析与综合162 7.1本章基本要求162 7.2本章知识点与重要公式162 7.2.1采样过程与采样定理162 7.2.2Z变换基础162 7.2.3线性离散系统的数学描述及求解164 7.2.4离散系统的分析与设计167 7.2.5数字控制系统简介170 7.2.6离散控制系统小结170 7.3典型例题精选171 7.4习题七182 7.5自测题187 8线性定常系统的状态空间分析法190 8.1本章基本要求190 8.2本章知识点与重要公式190 8.2.1能控性及其判别190 8.2.2能观性及其判别191 8.2.3对偶系统及对偶原理192 8.2.4状态空间模型的几种规范型192 8.2.5线性定常系统的结构分解193 8.2.6状态空间描述与传递函数描述的关系195 8.2.7状态反馈控制195 8.2.8状态观测器196 8.2.9分离原理197 8.2.10控制基础197 8.2.11线性定常系统状态空间分析方法小结198 8.3典型例题精选198 8.4习题八216 8.5自测题220 9非线性系统分析222 9.1本章基本要求222 9.2本章知识点与重要公式222 9.2.1相平面分析方法222 9.2.2描述函数分析方法223 9.2.3李雅普诺夫(Lyapunov)分析方法225 9.2.4本章小结226 9.3典型例题精选227 9.4习题九237 9.5自测题239 附录240 附录1《自动控制原理》部分习题参考答案240 附录2各章自测题部分参考答案257 附录3浙江大学控制科学与工程学院近年硕士研究生入学试题263 附录4浙江大学控制科学与工程学院近年硕士研究生入学试题部分参考答案284 参考书目293