自動控制原理

第1章 緒論
單元導學l：認識控制系統(tǒng)
1.1 自動控制系統(tǒng)的基本概念
1.1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展的三個理論階段
1.1.2 控制系統(tǒng)的基本構成
1.1.3 控制系統(tǒng)的分類
1.2 自動控制系統(tǒng)的分析和設計步驟
1.2.1 自動控制系統(tǒng)的基本要求
1.2.2 自動控制系統(tǒng)的分析和設計步驟
習題1
第2章 拉普拉斯變換
單元導學2：分析和設計控制系統(tǒng)時需要用到的數(shù)學工具
2.1 拉普拉斯變換的基本概念
2.1.1 拉氏變換的定義
2.1.2 基本環(huán)節(jié)的拉氏變換
2.2 拉普拉斯變換的常用性質(zhì)和定理
2.2.1 線性性質(zhì)
2.2.2 微分性質(zhì)
2.2.3 積分性質(zhì)
2.2.4 延遲性質(zhì)
2.2.5 復位移性質(zhì)
2.2.6 初值定理
2.2.7 終值定理
2.3 拉普拉斯反變換
2.3.1 象函數(shù)的根互不相同
2.3.2 象函數(shù)有重根
單元導學3：拉氏變換的應用
2.4 用拉普拉斯變換求解微分方程
習題2
第3章 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
單元導學4：控制系統(tǒng)的數(shù)學模型之傳遞函數(shù)
3.1 系統(tǒng)的微分方程
3.2 傳遞函數(shù)
3.2.1 傳遞函數(shù)的定義
3.2.2 傳遞函數(shù)的性質(zhì)
3.2.3 基本RLC網(wǎng)絡的復阻抗
單元導學5：控制系統(tǒng)的數(shù)學模型之結構圖
3.3 系統(tǒng)結構圖
3.3.1 結構圖的四個基本要素
3.3.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)的結構圖
3.3.3 典型環(huán)節(jié)構成的系統(tǒng)
3.3.4 結構圖的化簡
單元導學6：控制系統(tǒng)的數(shù)學模型之信號流圖
3.4 信號流圖與梅森公式
3.4.1 信號流圖的基本元素
3.4.2 梅森（MASON）公式
習題3
第4章 控制系統(tǒng)的時域分析
單元導學7：控制系統(tǒng)的首要特性--穩(wěn)定性
4.1 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4.1.1 穩(wěn)定性的定義
4.1.2 線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件
單元導學8：穩(wěn)定性判據(jù)--勞斯判據(jù)
4.2 勞斯判據(jù)
4.2.1 穩(wěn)定判據(jù)
4.2.2 兩種特例的處理
4.3 勞斯判據(jù)的應用
4.3.1 確定參數(shù)的取值范圍
4.3.2 控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性
單元導學9：一階系統(tǒng)的動態(tài)分析
4.4 一階系統(tǒng)的時域分析
4.4.1 典型的輸入測試信號
4.4.2 一階系統(tǒng)的典型結構
4.4.3 一階系統(tǒng)的單位階躍響應
4.4.4 一階系統(tǒng)的設計
單元導學10：二階系統(tǒng)的動態(tài)分析
4.5 二階系統(tǒng)的時域分析
4.5.1 二階系統(tǒng)的典型結構
4.5.2 阻尼比與單位階躍響應
4.5.3 動態(tài)性能指標
4.5.4 主要參數(shù)與系統(tǒng)動態(tài)性能的關系
4.6 二階系統(tǒng)的設計
4.6.1 已知開環(huán)傳遞函數(shù)求主要參數(shù)
4.6.2 已知閉環(huán)傳遞函數(shù)求動態(tài)性能指標
4.6.3 已知動態(tài)性能指標求傳遞函數(shù)
4.6.4 已知單位階躍響應求傳遞函數(shù)
單元導學11：控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析
4.7 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
4.7.1 基本概念
4.7.2 穩(wěn)態(tài)誤差的計算
4.7.3 擾動誤差的概念
習題4
第5章 根軌跡法
單元導學12：控制系統(tǒng)特性分析的圖解法之根軌跡
5.1 基本概念
5.1.1 根軌跡的定義
5.1.2 根軌跡的開環(huán)傳遞函數(shù)
5.1.3 根軌跡的增益
單元導學13：根軌跡滿足的兩個基本條件
5.2 根軌跡的基本條件
單元導學14：根軌跡的繪制
5.3 繪制根軌跡的基本法則一
5.3.1 根軌跡的連續(xù)性、對稱性
5.3.2 根軌跡的起點與終點
5.3.3 根軌跡的數(shù)量
5.3.4 實軸上的根軌跡段落
5.4 繪制根軌跡的基本法則二
5.4.1 根軌跡的漸近線
5.4.2 根軌跡在實軸上的分離點和會合點
5.4.3 根軌跡與虛軸的交點
5.5 繪制根軌跡的基本法則三
5.5.1 開環(huán)共軛復極點的出射角
5.5.2 開環(huán)共軛復零點的入射角
單元導學15：根軌跡的一些特性
5.6 根軌跡中閉環(huán)極點的計算
5.6.1 閉環(huán)極點的和與積
5.6.2 添加開環(huán)極零點對根軌跡的影響
單元導學16：根軌跡的應用
5.7 根軌跡的應用--比例控制
習題5
第6章 控制系統(tǒng)的頻率分析
單元導學17：頻率特性的定義和概念
6.1 頻率特性的基本概念
6.1.1 頻率特性的定義
6.1.2 頻率特性的性質(zhì)
6.1.3 常用的頻率特性表示方法
單元導學18：乃奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
6.2 幅角原理與乃奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
6.2.1 柯西（Cauchy）幅角原理
6.2.2 乃奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
單元導學19：頻率特性圖解法之乃奎斯特圖
6.3 乃奎斯特圖的繪制
6.3.1 開環(huán)對象在乃奎斯特圍線上無奇異點
6.3.2 開環(huán)對象含有積分環(huán)節(jié)時的乃奎斯特圖
單元導學20：幅值裕量和相角裕量
6.4 乃奎斯特穩(wěn)定裕量
6.4.1 幅值裕量的基本概念
6.4.2 相位裕量的基本概念
單元導學21：頻率特性圖解法之波特圖
6.5 對數(shù)頻率特性法
6.5.1 對數(shù)頻率特性圖的坐標
6.5.2 典型環(huán)節(jié)的波特圖
6.5.3 繪制開環(huán)系統(tǒng)波特圖的步驟
單元導學22：穩(wěn)定裕量在波特圖中的表示
6.6 波特圖中的頻域指標
6.6.1 波特圖中的穩(wěn)態(tài)裕量表示
6.6.2 閉環(huán)頻域特性及其頻域性能指標
6.6.3 頻域性能指標與時域性能指標的關系
6.6.4 對數(shù)幅頻特性圖中反映的動態(tài)性能
習題6
第7章 反饋控制系統(tǒng)的設計
單元導學23：系統(tǒng)校正
7.1 系統(tǒng)設計方法介紹
7.1.1 控制系統(tǒng)的性能指標
7.1.2 校正方式
7.1.3 PID校正
單元導學24：超前校正與滯后校正
7.2 超前校正與滯后校正
7.2.1 超前校正
7.2.2 滯后校正
7.2.3 滯后一超前校正
單元導學25：利用根軌跡設計系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)
7.3 利用根軌跡的系統(tǒng)校正
7.3.1 時域性能和期望極點
7.3.2 串聯(lián)超前校正
7.3.3 串聯(lián)滯后校正
單元導學26：利用波特圖設計系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)
7.4 利用頻率特性的系統(tǒng)校正
7.4.1 期望的開環(huán)頻率特性模型
7.4.2 串聯(lián)超前校正
7.4.3 串聯(lián)滯后校正
習題7
參考文獻
附錄