控制工程基礎(chǔ)與應(yīng)用

第1章 緒論
1．1 控制工程的發(fā)展歷史
1．2 控制系統(tǒng)的概念和基本原理
1．2．1 控制系統(tǒng)的基本概念
1．2．2 開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制
1．2．3 閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成
1．3 控制系統(tǒng)的基本類型
1．3．1 按輸入量的特征分類
1．3．2 按系統(tǒng)中傳遞信號(hào)的性質(zhì)分類
1．4 對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求
習(xí)題
第2章 數(shù)學(xué)模型
2．1 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程
2．1．1 列寫系統(tǒng)微分方程的一般步驟
2．1．2 控制系統(tǒng)常見(jiàn)元件的物理定律
2．2 拉氏變換和反變換
2．2．1 拉氏變換的定義
2．2．2 幾種典型函數(shù)的拉氏變換
2．2．3 拉氏變換的主要定理
2．2．4 拉氏反變換
2．2．5 部分分式展開(kāi)法
2．3 傳遞函數(shù)
2．3．1 傳遞函數(shù)的概念和定義
2．3．2 特征方程、零點(diǎn)和極點(diǎn)
2．3．3 關(guān)于傳遞函數(shù)的幾點(diǎn)說(shuō)明
2．3．4 典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)
2．4 系統(tǒng)框圖和信號(hào)流圖
2．4．1 系統(tǒng)框圖
2．4．2 系統(tǒng)框圖的簡(jiǎn)化
2．4．3 系統(tǒng)信號(hào)流圖和梅遜公式
2．4．4 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2．5 非線性數(shù)學(xué)模型的線性化
2．5．1 線性化問(wèn)題的提出
2．5．2 非線性數(shù)學(xué)模型的線性化
2．5．3 系統(tǒng)線性化微分方程的建立
2．6 控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)推導(dǎo)舉例
2．6．1 機(jī)械系統(tǒng)
2．6．2 液壓系統(tǒng)
2．6．3 液位系統(tǒng)
2．6．4 機(jī)電系統(tǒng)
習(xí)題
第3章 時(shí)域響應(yīng)分析
3．1 時(shí)域響應(yīng)以及典型輸入信號(hào)
3．1．1 階躍函數(shù)
3．1．2 斜坡函數(shù)
3．1．3 加速度函數(shù)
3．1．4 脈沖信號(hào)
3．1．5 正弦函數(shù)
3．2 一階系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)
3．2．1 一階慣性環(huán)節(jié)的單位階躍響應(yīng)
3．2．2 一階慣性環(huán)節(jié)的單位速度響應(yīng)
3．2．3 一階慣性環(huán)節(jié)的單位脈沖響應(yīng)
3．2．4 線性定常系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的性質(zhì)
3．3 二階系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)
3．3．1 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)
3．3．2 二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)
3．4 誤差分析與計(jì)算
3．4．1 穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念
3．4．2 穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算
3．4．3 穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)
3．5 穩(wěn)定性分析
3．5．1 穩(wěn)定的概念
3．5．2 系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件
3．6 穩(wěn)定性判據(jù)
習(xí)題
第4章 頻域響應(yīng)分析
4．1 頻率特性的概念及其基本實(shí)驗(yàn)方法
4．1．1 頻率特性的概念
4．1．2 頻率特性的實(shí)驗(yàn)求取
4．2 極坐標(biāo)圖
4．2．1 極坐標(biāo)圖
4．2．2 典型環(huán)節(jié)的極坐標(biāo)圖
4．2 _3 系統(tǒng)極坐標(biāo)圖的一般畫法
4．3 對(duì)數(shù)幅相頻特性圖
4．3．1 對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖
4．3．2 典型環(huán)節(jié)的伯德圖
4．3．3 伯德圖的一般畫法
4．3．4 最小相位系統(tǒng)
4．4 由頻率特性曲線求系統(tǒng)傳遞函數(shù)
4．5 由單位脈沖響應(yīng)求系統(tǒng)的頻率特性
4．6 對(duì)數(shù)幅相特性圖
4．7 控制系統(tǒng)的閉環(huán)頻響
4．7．1 由開(kāi)環(huán)頻率特性估計(jì)閉環(huán)頻率特性
4．7．2 系統(tǒng)頻域指標(biāo)
4．8 奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)
4．9 應(yīng)用奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)分析延時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4．10 由伯德圖判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4．11 控制系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性
4．12 機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)剛度的應(yīng)用
4．13 借助MATLAB進(jìn)行控制系統(tǒng)的頻域響應(yīng)分析
4．13．1 頻率響應(yīng)的計(jì)算方法
4．13．2 頻率響應(yīng)曲線的繪制
習(xí)題
第5章 根軌跡法
5．1 引言
5．1．1 基本概念
5．1．2 根軌跡方程
5．2 根軌跡的繪制
5．2．1 基本法則
5．2．2 舉例
5．3 根軌跡的性能分析
5．4 MATLAB根軌跡應(yīng)用舉例
習(xí)題
第6章 系統(tǒng)校正與PID控制
6．1 引言
6．1．1 系統(tǒng)校正的基本概念
6．1．2 控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)
6．1．3 校正的方式
6．1．4 控制系統(tǒng)理想伯德圖
6．2 串聯(lián)校正
6．2．1 串聯(lián)超前校正網(wǎng)絡(luò)
6．2．2 串聯(lián)滯后校正網(wǎng)絡(luò)
6．2．3 串聯(lián)滯后一超前校正網(wǎng)絡(luò)
6．2．4 串聯(lián)超前、串聯(lián)滯后和串聯(lián)滯后一超前校正的比較
6．3 反饋校正
6．4 PID校正
6．4．1 P控制——比例控制器
6．4．2 PD控制——比例一微分控制器
6．4．3 I控制——積分控制器
6．4．4 PI控制——比例一積分控制器
6．4．5 PID控制——比例一積分一微分控制器
6．5 MATLAB在校正中的應(yīng)用
6．5．1 串聯(lián)超前校正
6．5．2 串聯(lián)滯后校正
習(xí)題
第7章 控制工程應(yīng)用實(shí)例
7．1 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
7．2 單級(jí)倒立擺的建模與控制
7．2．1 倒立擺的結(jié)構(gòu)與工作原理
7．2．2 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
7．2．3 系統(tǒng)線性化
7．2．4 倒立擺的PlD控制器設(shè)計(jì)
7．2．5 MATLAB系統(tǒng)仿真
7．3 張力控制器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
7．3．1 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
7．3．2 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案
7．3．3 控制系統(tǒng)的編程組態(tài)
7．4 糾偏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
7．4．1 纏繞偏移分析
7．4．2 糾偏裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
7．4．3 糾偏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
7．4．4 增量式PID控制算法
習(xí)題
附錄一 常用函數(shù)的拉氏變換
附錄二 部分習(xí)題參考答案
參考文獻(xiàn)