本書根據(jù)作者多年的教學(xué)經(jīng)驗，主要介紹了經(jīng)典控制原理的基礎(chǔ)知識，包含自動控制原理的基本概念、線性系統(tǒng)的模型、時域分析、根軌跡、頻域分析、校正這六部分內(nèi)容。但我們在章節(jié)設(shè)計上，為了便于老師授課與學(xué)生學(xué)習(xí)把握，采用平均分配知識點的方式，將其劃分為21章，基本上每一章都圍繞自動控制原理的某一個比較獨立的知識點展開進(jìn)行介紹。因此，每一章基本上就是兩小時課堂授課所剛好能夠完成講述的內(nèi)容，同時每一章也自成體系，便于學(xué)生理解與閱讀。
雷軍委 , 湖北赤壁人，2003年畢業(yè)于海軍航空工程學(xué)院導(dǎo)彈控制與測試專業(yè)， 2010年赴加拿大軍事武裝學(xué)校軍事留學(xué)，同年獲得海軍航空工程學(xué)院導(dǎo)航制導(dǎo)與控制專業(yè)博士學(xué)位。目前任該院控制工程系301教研室副主任，副教授。2009年榮獲全國計算機仿真競賽特等獎，參與完成課題10余項，主持科研項目5項，其中基金項目2項，獲國家發(fā)明專利7項，出版導(dǎo)彈控制、參數(shù)辨識、同步控制、奇同次控制相關(guān)專著4部，榮立中國人民解放軍三等功1次，發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇，其中以第一作者身份被SCI檢索論文10余篇，Ei檢索論文50余篇。目前研究興趣為：高超聲速控制、計算機仿真、自適應(yīng)控制與參數(shù)辨識、智能車控制、混沌同步等。
第1章 自動控制的基本概念 1
1.1 基本知識點 2
1.1.1 自動控制的概念 2
1.1.2 自動控制系統(tǒng)的基本組成 2
1.1.3 自動控制理論 2
1.1.4 自動控制系統(tǒng)基本控制方式 3
1.1.5 對自動控制系統(tǒng)的基本要求 4
1.1.6 典型輸入信號 4
1.1.7 系統(tǒng)模型與建模的基本概念 5
1.2 典型問題解析 6
1.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 10
1.3.1 例題 10
1.3.2 習(xí)題 11
1.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 11
第2章 線性系統(tǒng)、線性化與拉氏變換性質(zhì) 12
2.1 基本知識點 13
2.1.1 線性系統(tǒng)的基本特性 13
2.1.2 拉氏變換的定義與性質(zhì) 13
2.1.3 拉氏反變換 15
2.1.4 非線性元件微分方程的線性化 16
2.2 典型問題解析 16
2.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 19
2.3.1 例題 19
2.3.2 習(xí)題 20
2.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 21
第3章 傳遞函數(shù)與用拉氏逆變換解微分方程 22
3.1 基本知識點 23
3.1.1 傳遞函數(shù)的定義 23
3.1.2 傳遞函數(shù)的形式 23
3.1.3 傳遞函數(shù)的性質(zhì) 25
3.1.4 典型元部件的傳遞函數(shù) 25
3.2 典型問題解析 26
3.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 30
3.3.1 例題 30
3.3.2 習(xí)題 33
3.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 33
第4章 結(jié)構(gòu)圖變換 35
4.1 基本知識點 36
4.1.1 結(jié)構(gòu)圖的組成 36
4.1.2 結(jié)構(gòu)圖的等效變換 36
4.2 典型問題解析 39
4.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 41
4.3.1 例題 41
4.3.2 習(xí)題 42
4.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 43
第5章 梅遜公式與擾動、誤差傳遞函數(shù) 45
5.1 基本知識點 46
5.1.1 信號流圖 46
5.1.2 信號流圖中常用的名詞術(shù)語 47
5.1.3 信號流圖的繪制 47
5.1.5 梅遜增益公式 48
5.1.6 反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 49
5.2 經(jīng)典問題解析 50
5.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 53
5.3.1 例題 53
5.3.2 習(xí)題 56
5.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 58
第6章 性能指標(biāo)與一階系統(tǒng) 59
6.1 基本知識點 60
6.1.1 系統(tǒng)時間響應(yīng)的性能指標(biāo) 60
6.1.2 一階系統(tǒng)的分析和計算 61
6.2 經(jīng)典問題解析 63
6.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 64
6.3.1 例題 64
6.3.1 習(xí)題 65
6.3.2 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 65
第7章 二階系統(tǒng) 67
7.1 基本知識點 68
7.1.1 二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 68
7.1.2 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) 68
7.1.3 欠阻尼二階系統(tǒng)性能指標(biāo)估計 71
7.1.4 二階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng) 73
7.2 經(jīng)典問題解析 73
7.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 78
7.3.1 例題 78
7.3.2 習(xí)題 79
7.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 79
第8章 二階系統(tǒng)的性能改善與高階系統(tǒng) 81
8.1 基本知識點 82
8.1.1 比例—微分控制 82
8.1.2 測速反饋控制 82
8.1.3 高階系統(tǒng)的時間響應(yīng) 83
8.1.4 高階系統(tǒng)性能的分析——主導(dǎo)極點法 85
8.2 經(jīng)典問題解析 86
8.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 92
8.3.1 例題 92
8.3.2 習(xí)題 93
8.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 94
第9章 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性與勞斯判據(jù) 95
9.1 基本知識點 96
9.1.1 穩(wěn)定的概念和定義 96
9.1.2 穩(wěn)定的充要條件 96
9.1.3 勞斯——古爾維茨穩(wěn)定判據(jù) 97
9.1.4 勞斯判據(jù)的應(yīng)用 98
9.2 經(jīng)典問題解析 98
9.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 101
9.3.1 例題 101
9.3.1 習(xí)題 104
9.1.5 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 105
第10章 線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 106
10.1 基本知識點 107
10.1.1 誤差與穩(wěn)態(tài)誤差的定義 107
10.1.2 系統(tǒng)類型 107
10.1.3 階躍輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差與靜態(tài)誤差系數(shù) 109
10.1.4 斜坡輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差與靜態(tài)誤差系數(shù) 109
10.1.5 加速度輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差與靜態(tài)誤差系數(shù) 110
10.2 經(jīng)典問題解析 111
10.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 116
10.3.1 例題 116
10.3.1 習(xí)題 118
10.3.2 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 120
第11章 根軌跡基本概念 121
11.1 基本知識點 122
11.1.1 根軌跡的定義 122
11.1.2 根軌跡與系統(tǒng)性能 123
11.1.3 閉環(huán)零、極點與開環(huán)零極點之間的關(guān)系 123
11.1.4 根軌跡方程 123
11.1.5 根軌跡方程的應(yīng)用 124
11.2 經(jīng)典問題解析 125
11.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 126
11.3.1 例題 126
11.3.2 習(xí)題 127
11.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 127
第12章 根軌跡前四條法則 128
12.1 基本知識點 129
12.2 經(jīng)典問題解析 129
12.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 135
12.3.1 例題 135
12.3.2 習(xí)題 137
12.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 138
第13章 根軌跡后四條法則 139
13.1 基本知識點 140
13.2 經(jīng)典問題解析 141
13.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 145
13.3.1 例題 145
13.3.2 習(xí)題 146
13.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 147
第14章 參數(shù)根軌跡與零度根軌跡 148
14.1 基本知識點 149
14.1.1 參數(shù)根軌跡 149
14.1.2 零度根軌跡 149
14.2 經(jīng)典問題解析 150
14.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 152
14.3.1 例題 152
14.3.2 習(xí)題 155
14.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 155
第15章 頻率響應(yīng)的基本概念 157
15.1 基本知識點 158
15.1.1 頻率特性的基本概念 158
15.1.2 頻率特性的幾何表示法 160
15.2 經(jīng)典問題解析 161
15.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 164
15.3.1 例題 164
15.3.2 習(xí)題 165
15.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 165
第16章 八大環(huán)節(jié)的伯德圖與奈氏曲線 166
16.1 基本知識點 167
16.1.1 典型環(huán)節(jié)的構(gòu)成 167
16.1.2 比例環(huán)節(jié)的頻率特性 167
16.1.3 積分環(huán)節(jié)的頻率特性 168
16.1.4 微分環(huán)節(jié)的頻率特性 169
16.1.5 慣性環(huán)節(jié)的頻率特性 170
16.1.6 一階微分環(huán)節(jié)的頻率特性 172
16.1.7 振蕩環(huán)節(jié)的頻率特性 173
16.1.8 二階微分環(huán)節(jié)的頻率特性 176
16.2 經(jīng)典問題解析 177
16.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 183
16.3.1 例題 183
16.3.2 習(xí)題 185
16.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 185
第17章 一般系統(tǒng)的奈氏曲線與伯德圖 187
17.1 基本知識點 188
17.1.1 開環(huán)幅相曲線的繪制 188
17.1.2 開環(huán)對數(shù)頻率特性的繪制 188
17.1.3 最小相角系統(tǒng)與非最小相角系統(tǒng) 189
17.2 經(jīng)典問題解析 189
17.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 192
17.3.1 例題 192
17.3.2 習(xí)題 197
17.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 198
第18章 奈氏判據(jù) 200
18.1 基本知識點 201
18.1.1 奈氏判據(jù)概述 201
18.1.2 對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù) 203
18.2 經(jīng)典問題解析 204
18.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 219
18.3.1 例題 219
18.3.2 習(xí)題 221
18.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 223
第19章 穩(wěn)定裕度 224
19.1 基本知識點 225
19.1.1 穩(wěn)定裕度的定義 225
19.1.2 帶寬頻率和帶寬 227
19.2 經(jīng)典問題解析 228
19.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 233
19.3.1 例題 233
19.3.2 習(xí)題 235
19.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 235
第20章 校正與PID控制 236
20.1 基本知識點 237
20.1.1 系統(tǒng)的設(shè)計與校正問題 237
20.1.2 校正的作用 237
20.1.3 校正方式 238
20.1.4 系統(tǒng)帶寬的選擇 239
20.1.5 基本控制規(guī)律 240
20.2 經(jīng)典問題解析 241
20.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 243
20.3.1 例題 243
20.3.2 習(xí)題 244
20.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 245
第21章 超前校正與滯后校正 246
21.1 基本知識點 247
21.1.1 常用校正裝置及其特性 247
21.1.2 串聯(lián)超前校正方法 249
21.1.3 串聯(lián)滯后校正 250
21.2 經(jīng)典問題解析 251
21.3 經(jīng)典例題與習(xí)題 258
21.3.1 例題 258
21.3.2 習(xí)題 260
21.3.3 專業(yè)術(shù)語與名詞翻譯 260
參考文獻(xiàn) 262
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