自動控制原理習題解答及仿真實驗

第1章 緒論
  內(nèi)容提要
  1.1 自動控制的基本概念
  1.2 自動控制系統(tǒng)的組成
  1.3 自動控制系統(tǒng)的基本控制方式
  1.4 自動控制系統(tǒng)的分類
  1.5 自動控制系統(tǒng)的基本要求
  1.6 自動控制理論的產(chǎn)生及其發(fā)展
  1.7 自動控制系統(tǒng)課程的主要任務
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第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
  內(nèi)容提要
  2.1 微分方程
  2.2 非線性數(shù)學模型的線性化
  2.3 傳遞函數(shù)
    2.3.1 傳遞函數(shù)的定義
    2.3.2 傳遞函數(shù)的常用形式
    2.3.3 傳遞函數(shù)的特點
    2.3.4 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)
  2.4 結(jié)構(gòu)圖
    2.4.1 結(jié)構(gòu)圖的繪制
    2.4.2 結(jié)構(gòu)圖的簡化
  2.5 信號流圖
    2.5.1 信號流圖的概念
    2.5.2 信號流圖的繪制
    2.5.3 梅遜增益公式
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第3章 線性控制系統(tǒng)的時域分析法
  內(nèi)容提要
  3.1 引言
    3.1.1 典型輸入信號
    3.1.2 系統(tǒng)時域響應的形式
    3.1.3 系統(tǒng)時域響應的性能指標
  3.2 系統(tǒng)的穩(wěn)定性
    3.2.1 穩(wěn)定性的基本概念
    3.2.2 線性控制系統(tǒng)穩(wěn)定的條件
    3.2.3 代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)
    3.2.4 相對穩(wěn)定性和穩(wěn)定裕量
  3.3 系統(tǒng)的時域響應
    3.3.1 一階系統(tǒng)的時域響應
    3.3.2 二階系統(tǒng)的時域響應
    3.3.3 高階系統(tǒng)的時域響應
  3.4 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
    3.4.1 穩(wěn)態(tài)誤差的定義
    3.4.2 靜態(tài)誤差系數(shù)法
    3.4.3 動態(tài)誤差系數(shù)法
    3.4.4 給定信號和擾動信號同時作用下的穩(wěn)態(tài)誤差
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第4章 線性控制系統(tǒng)的復域分析法
  內(nèi)容提要
  4.1 引言
    4.1.1 根軌跡的基本概念
    4.1.2 根軌跡的基本條件
  4.2 常規(guī)根軌跡的繪制
    4.2.1 負反饋系統(tǒng)的根軌跡
    4.2.2 正反饋系統(tǒng)的根軌跡
  4.3 廣義根軌跡的繪制
    4.3.1 單參數(shù)根軌跡
    4.3.2 多參數(shù)根軌跡
  4.4 純遲延根軌跡的繪制
  4.5 利用根軌跡分析控制系統(tǒng)
    4.5.1 利用根軌跡定性分析系統(tǒng)
    4.5.2 利用根軌跡定量分析系統(tǒng)
  習題解答
  典型題解
第5章 線性控制系統(tǒng)的頻域分析法
  內(nèi)容提要
  5.1 引言
    5.1.1 頻率特性的基本概念
    5.1.2 頻率特性的表示方法
  5.2 典型環(huán)節(jié)的頻率特性
  5.3 系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性
    5.3.1 開環(huán)頻率特性的極坐標圖
    5.3.2 開環(huán)頻率特性的對數(shù)坐標圖
    5.3.3 開環(huán)頻率特性的對數(shù)幅相圖
    5.3.4 最小相位系統(tǒng)
  5.4 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
    5.4.1 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的介紹
    5.4.2 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的推廣
  5.5 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量
    5.5.1 穩(wěn)定裕量在極坐標圖中的表示
    5.5.2 穩(wěn)定裕量在對數(shù)坐標圖中的表示
    5.5.3 穩(wěn)定裕量在對數(shù)幅相圖中的表示
  5.6 系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性
    5.6.1 等M圓（等幅值軌跡)和等N圓（等相角軌跡)
    5.6.2 利用等M圓和等N圓求系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性
    5.6.3 利用尼科爾斯圖求系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性
  5.7 利用頻率特性對閉環(huán)系統(tǒng)進行分析
    5.7.1 系統(tǒng)頻域特性與穩(wěn)態(tài)性能的關系
    5.7.2 系統(tǒng)頻域特性與時域性能的關系
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第6章 線性控制系統(tǒng)的校正方法
  內(nèi)容提要
  6.1 引言
    6.1.1 性能指標
    6.1.2 校正方式
  6.2 校正裝置及其特性
    6.2.1 PID控制器
    6.2.2 超前校正裝置
    6.2.3 滯后校正裝置
    6.2.4 滯后超前校正裝置
  6.3 頻率法串聯(lián)校正
    6.3.1 頻率法的串聯(lián)超前校正
    6.3.2 頻率法的串聯(lián)滯后校正
    6.3.3 頻率法的串聯(lián)滯后超前校正
  6.4 根軌跡法串聯(lián)校正
    6.4.1 根軌跡法的串聯(lián)超前校正
    6.4.2 根軌跡法的串聯(lián)滯后校正
    6.4.3 根軌跡法的串聯(lián)滯后超前校正
  6.5 反饋校正
  6.6 復合校正
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  典型題解
第7章 非線性控制系統(tǒng)分析
  內(nèi)容提要
  7.1 引言
    7.1.1 非線性系統(tǒng)的特點
    7.1.2 常見的非線性特性
    7.1.3 非線性系統(tǒng)的分析方法
  7.2 相平面分析法
    7.2.1 概述
    7.2.2 相軌跡圖的繪制
    7.2.3 由相軌跡圖求系統(tǒng)的暫態(tài)響應
    7.2.4 控制系統(tǒng)的相平面分析
  7.3 描述函數(shù)分析法
    7.3.1 描述函數(shù)定義
    7.3.2 典型非線性環(huán)節(jié)的描述函數(shù)
    7.3.3 非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法分析
    7.3.4 非線性系統(tǒng)的簡化
  習題解答
  典型題解
第8章 線性離散控制系統(tǒng)的分析與設計
  內(nèi)容提要
  8.1 引言
    8.1.1 信號的采樣
    8.1.2 信號的保持
  8.2 z變換
    8.2.1 z變換定義
    8.2.2 z變換方法
    8.2.3 z變換的基本定理
    8.2.4 z反變換
  8.3 離散系統(tǒng)的數(shù)學模型
    8.3.1 差分方程
    8.3.2 脈沖傳遞函數(shù)
  8.4 離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
    8.4.1 離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的條件
    8.4.2 代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)
  8.5 離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
    8.5.1 典型輸入信號下的穩(wěn)態(tài)誤差
    8.5.2 擾動信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差
  8.6 離散控制系統(tǒng)的動態(tài)性能
    8.6.1 離散系統(tǒng)的輸出響應
    8.6.2 閉環(huán)零、極點分布對瞬態(tài)響應的影響
    8.6.3 離散系統(tǒng)的根軌跡分析
  8.7 離散控制系統(tǒng)的校正
    8.7.1 采用伯德圖的方法
    8.7.2 最少拍控制系統(tǒng)的校正
  習題解答
  典型題解
第9章 基于MATLAB的自動控制原理數(shù)字仿真實驗
  實驗一 線性控制系統(tǒng)的時域分析
  實驗二 線性控制系統(tǒng)的根軌跡和頻域分析
  實驗三 線性控制系統(tǒng)的校正
  實驗四 非線性控制系統(tǒng)的分析
  實驗五 離散控制系統(tǒng)的分析
附錄A 學生實驗報告
附錄B 半對數(shù)坐標紙
參考文獻