控制系統(tǒng)動力學講義

目錄
前言
第1章緒論1
1.1引言1
1.1.1自動控制在我國社會主義建設與國防事業(yè)中的作用1
1.1.2控制系統(tǒng)動力學的任務2
1.1.3控制系統(tǒng)動力學與其他學科之關系4
1.1.4研究與學習控制系統(tǒng)動力學的方法5
1.1.5自動控制的簡單發(fā)展史6
1.2控制系統(tǒng)中常用的基本元件8
1.2.1控制系統(tǒng)的動作機理與職能元件8
1.2.2控制對象9
1.2.3敏感元件與比較元件19
1.2.4放大機構23
1.2.5校正與變換元件34
1.3控制系統(tǒng)舉例43
1.3.1直流隨動系統(tǒng)43
1.3.2汽輪機調速系統(tǒng)45
1.3.3飛機縱向自動駕駛儀方程48
1.4控制系統(tǒng)動力學中的基本概念49
1.4.1控制系統(tǒng)的一些分類49
1.4.2兩種常見的控制原則53
1.4.3其他一些基本概念54
1.5思考題與習題54
第2章拉普拉斯變換傳遞函數(shù)與頻率特性58
2.1拉普拉斯變換介紹58
2.1.1拉普拉斯變換及其逆變換58
2.1.2拉普拉斯變換的基本性質61
2.1.3一個廣義函數(shù)及其性質65
2.1.4一個拉普拉斯變換小字典與有理函數(shù)像的原函數(shù)求法68
2.1.5代數(shù)多項式的近似因式分解71
2.1.6應用拉普拉斯變換解常系數(shù)線性微分方程78
2.2傳遞函數(shù)及結構變換81
2.2.1單位脈沖響應及其意義81
2.2.2傳遞函數(shù)及其運算與結構變換規(guī)則83
2.2.3系統(tǒng)的動力學環(huán)節(jié)與結構圖87
2.2.4三個系統(tǒng)的結構圖92
2.3頻率特性及其描述95
2.3.1頻率特性及其物理意義95
2.3.2初等環(huán)節(jié)之頻率特性97
2.3.3對數(shù)頻率特性及其某些規(guī)定106
2.3.4幾個初等環(huán)節(jié)的對數(shù)特性*線109
2.3.5若干環(huán)節(jié)串聯(lián)后之對數(shù)特性的繪制113
2.4思考題與習題119
第3章常系數(shù)線性系統(tǒng)(一)——解析方法124
3.1常系數(shù)線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性124
3.1.1常系數(shù)線性系統(tǒng)的特征124
3.1.2系統(tǒng)穩(wěn)定性與漸近穩(wěn)定性之概念125
3.1.3常系數(shù)線性系統(tǒng)的解的結構127
3.1.4特征根實部符號之判定——赫爾維茨(Hurwitz)判據130
3.1.5赫爾維茨判據的一種算表——勞斯(Routh)表133
3.2系統(tǒng)穩(wěn)定參數(shù)之選擇135
3.2.1參數(shù)空間的穩(wěn)定性區(qū)域與具一定穩(wěn)定裕度之區(qū)域135
3.2.2三階系統(tǒng)141
3.3李雅普諾夫第二方法與擾動解估計145
3.3.1李雅普諾夫第二方法基礎145
3.3.2李雅普諾夫第二方法與線性系統(tǒng)之擾動解之估計149
3.3.3線性系統(tǒng)理論之可用性152
3.4線性常系數(shù)系統(tǒng)設計的解析方法154
3.4.1積分平方誤差問題的提法154
3.4.2積分平方誤差的計算I158
3.4.3積分平方誤差的計算II160
3.4.4昀優(yōu)參數(shù)選擇與例165
3.5思考題與習題169
第4章常系數(shù)線性系統(tǒng)(二)——頻率法、根軌跡法172
4.1特征*線、米哈伊洛夫判據與穩(wěn)定性區(qū)域劃分172
4.1.1特征*線與米哈伊洛夫判據172
4.1.2單參數(shù)區(qū)域劃分、臨界放大系數(shù)175
4.1.3雙參數(shù)區(qū)域的D-域分劃規(guī)則180
4.2反饋系統(tǒng)及其鎮(zhèn)定184
4.2.1柯西輻角原理與奈奎斯特(Nyquist)判據184
4.2.2對數(shù)特性下的判據188
4.2.3隨動系統(tǒng)之串聯(lián)鎮(zhèn)定191
4.3調節(jié)系統(tǒng)的過渡過程及其品質指標197
4.3.1調節(jié)系統(tǒng)的品質指標197
4.3.2頻率特性與過渡過程之關系201
4.3.3梯形法建立過渡過程*線與品質之近似判定205
4.3.4計算過渡過程之例215
4.4調節(jié)系統(tǒng)的校正綜合217
4.4.1綜合的基本思想217
4.4.2昀佳過渡過程及對應傳遞函數(shù)與頻率特性218
4.4.3預期頻率特性的建立223
4.4.4串聯(lián)校正綜合227
4.4.5反饋校正232
4.4.6反饋校正之例238
4.5根軌跡法的建立與應用243
4.5.1根軌跡與根軌跡法的建立243
4.5.2建立根軌跡圖之例250
4.5.3借助于根軌跡圖進行計算I252
4.5.4利用根軌跡圖法進行計算II257
4.5.5昀后的算例262
4.6思考題與習題268
第5章非線性控制系統(tǒng)分析273
5.1非線性系統(tǒng)通論273
5.1.1非線性系統(tǒng)的一般特征273
5.1.2控制系統(tǒng)中原件的非線性特性276
5.2研究非線性系統(tǒng)的相空間方法280
5.2.1相平面上的奇點281
5.2.2有死區(qū)與間隙的繼電伺服系統(tǒng)284
5.2.3自振與點變換方法289
5.2.4點變換之例293
5.3諧波平衡法與求自振297
5.3.1諧波平衡法基礎297
5.3.2諧波線性化與等效放大系數(shù)300
5.3.3應用米哈伊洛夫*線及代數(shù)判據確定非線性系統(tǒng)中的自振305
5.3.4周期解之穩(wěn)定性與自振308
5.3.5利用等效放大系數(shù)*線確定自振及判斷其穩(wěn)定性的頻率方法311
5.4非線性特性對隨動系統(tǒng)的影響313
5.4.1隨動系統(tǒng)方程313
5.4.2電動機輸出力矩有飽和之問題316
5.4.3電動機輸出力矩有死區(qū)有飽和的情形320
5.4.4干摩擦的影響323
5.4.5平方阻尼之影響326
5.4.6傳動機構有間隙的影響327
5.5思考題與習題333
參考文獻337
后記338