定 價:32 元
叢書名:新工科人才培養(yǎng)?電氣信息類應用型系列規(guī)劃教材
- 作者:吳健珍 著
- 出版時間:2021/2/1
- ISBN:9787113274405
- 出 版 社:中國鐵道出版社
- 中圖法分類:TP13
- 頁碼:168
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
本書闡述了經典的自動控制基本理論分析和設計方法。全書共分6章,主要內容包括自動控制的基本概念、控制系統(tǒng)的數學模型、控制系統(tǒng)的時域分析、根軌跡法、控制系統(tǒng)的頻域分析以及控制系統(tǒng)的校正與設計。
本書圖文并茂,內容較為全面,理論闡述深入淺出,簡化了理論推導,重在應用。各章附有豐富的例題和層次不一的課后習題,可滿足不同層次讀者的需求。
本書適合作為普通高等院校自動化及其相關專業(yè)(如電氣工程及自動化、電子信息工程等專業(yè))自動控制理論的本科生教材,也可作為自動化相關專業(yè)考研學生和從事控制工程的技術人員的參考書。
本書理論知識力求通俗易懂、深入淺出,著重培養(yǎng)學生的工程意識;案例與習題性,精心編排、由淺入深,囊括眾多高校的研究生入學試題,注重培養(yǎng)、提高學生的應用能力。
為推動新時代中國特色社會主義經濟建設,促進經濟轉型升級,政府相繼實施“一帶一路”、“中國制造2025”等重大強國政策,這對工程領域技術人員的素質和能力提出了更高的要求,對工程教育的改革和發(fā)展也提出了更高的期望。自動控制技術作為20世紀發(fā)展Z快、21世紀Z重要的高新技術之一,在過程控制、航天航空、導彈制導、人工智能及自動駕駛等高尖技術領域中的應用也越來越深入和廣泛。在工業(yè)、經濟、生物、管理、社會學等各種領域,自動控制理論也得到了廣泛的應用。自動控制技術已成為現代化社會不可或缺的一個組成部分。
“自動控制理論”是自動化專業(yè)及相關電類專業(yè)重要的專業(yè)基礎課程,隨著自動控制技術在各行各業(yè)的廣泛應用,“自動控制理論”已成為許多高校的學科基礎平臺課!白詣涌刂评碚摗闭n程的知識覆蓋面廣、內容多,理論性和應用性都很強,具有一定深度和復雜性,本課程也是自動化專業(yè)研究生入學考試的必考科目之一。本課程的教學直接關系到相關專業(yè)學生基本素質與能力的培養(yǎng)和發(fā)展。
本書是為了響應高校新工科建設,配合高等學校工程教育的自動化專業(yè)認證工作,優(yōu)化教學體系,在課程課時縮減的背景下而寫。本書在編寫過程中參考了大量自動控制理論相關的教材,同時融合了編者10多年的教學經驗和課程改革成果。本書闡述了自動控制理論的基本概念、工作原理和分析方法,在闡述的過程中簡化理論推導和證明,重視理論內容的應用,內容敘述力求通俗易懂、深入淺出,注重培養(yǎng)學生的工程意識。本書通過大量典型例題幫助讀者理解抽象的理論概念。在習題的編排上,給出了基礎題和提高題,提高題囊括了眾多高校的研究生入學試題。難易程度不一的習題能夠滿足不同層次讀者的需求。本書每章開頭都給出了學習目標,便于讀者了解該章的知識重點,在學習的時候做到有的放矢。每章結束都給出了小結,對本章的重點知識再次重申歸納,以加深讀者的印象。
本書按應用型本科院校自動化專業(yè)的自動控制理論教學大綱(64學時)編寫,在知識儲備上默認讀者具備了高等數學、電路、模擬電子技術、數字電子技術、復變函數與積分變換等相關的基礎知識,例如,高等數學中的微分方程理論、復變函數中的拉普拉斯變換方法、普通物理中的力學定律、電路中的基本定律及電路分析方法以及運算放大器的理論。本書僅對這些必備基礎知識在相關章節(jié)進行簡單的回顧介紹。
本書共分6章,主要闡述線性定常系統(tǒng)的分析和設計方法,按照建模—分析—設計的思路展開,主要內容包括自動控制系統(tǒng)的基本概念(建議2學時)、控制系統(tǒng)的數學模型(建議13學時)、控制系統(tǒng)的時域分析(建議16學時)、根軌跡法(建議11學時)、控制系統(tǒng)的頻域分析(建議13學時)以及控制系統(tǒng)的校正與設計(建議9學時)。全書圍繞自動控制系統(tǒng)的三個要求,即“穩(wěn)”、“快”、“準”這條主線展開,在建立控制系統(tǒng)的數學模型后,采用時域分析、根軌跡分析和頻域分析來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能。在分析系統(tǒng)性能后,若系統(tǒng)未能滿足要求,可通過基于頻率法的串聯(lián)校正器的設計使系統(tǒng)滿足期望的性能指標。
本書理論體系較為完善,適合作為普通高等院校自動化及其相關專業(yè)(如電氣工程及自動化、電子信息工程等專業(yè))自動控制理論的本科生教材,也可作為自動化相關專業(yè)考研學生和從事控制工程的技術人員的參考書。
本書由吳健珍主編,王嬈芬參與編寫。其中,第1章和第6章由王嬈芬編寫,第2章~第5章由吳健珍編寫。在本書的編寫過程中,得到了陳劍雪、李毓媛等老師熱情的支持和幫助,在此一并表示誠摯的感謝。
由于編者水平有限,加之編寫時間倉促,書中不妥之處在所難免,懇請讀者提出寶貴意見,以便本書進一步修訂和完善。
編者
2020年8月
吳健珍,女,控制理論與控制工程專業(yè)博士,上海工程技術大學電子電氣工程學院自動化系講師。主要承擔自動控制理論、現代控制理論、隨機過程、控制系統(tǒng)CAD與數字仿真、系統(tǒng)工程基礎等專業(yè)類課程的研究與教學。
第1章自動控制系統(tǒng)的基本概念
1.1自動控制和自動控制系統(tǒng)
1.1.1自動控制的定義
1.1.2自動控制系統(tǒng)的控制方式及基本結構
1.2自動控制系統(tǒng)的分類
1.2.1線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)
1.2.2連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)
1.2.3恒值系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)
1.3自動控制系統(tǒng)的性能指標
1.3.1穩(wěn)定性
1.3.2穩(wěn)態(tài)性能
1.3.3動態(tài)性能
1.4控制系統(tǒng)舉例
小結
習題(基礎題)
習題(提高題)
第2章控制系統(tǒng)的數學模型
2.1微分方程式的列寫
2.1.1電氣系統(tǒng)
2.1.2機械系統(tǒng)
2.2傳遞函數
2.2.1拉氏變換與反變換
2.2.2傳遞函數的定義
2.2.3典型環(huán)節(jié)的傳遞函數
2.3動態(tài)結構圖的繪制
2.3.1結構圖的組成
2.3.2系統(tǒng)動態(tài)結構圖的繪制
2.4結構圖的等效變換
2.4.13種典型連接的等效變換
2.4.2系統(tǒng)傳遞函數
2.4.3無交叉回路的傳遞函數求取
2.4.4相加點和分支點的換位運算
2.4.5結構圖化簡
2.5信號流圖與Mason增益公式
2.5.1信號流圖的定義
2.5.2信號流圖中的術語
2.5.3信號流圖的繪制
2.5.4Mason增益公式
小結
習題(基礎題)
習題(提高題)
第3章控制系統(tǒng)的時域分析
3.1典型輸入信號
3.2一階系統(tǒng)的階躍響應
3.3二階系統(tǒng)的階躍響應
3.3.1二階系統(tǒng)的動態(tài)特性
3.3.2二階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標
3.3.3閉環(huán)零極點對二階系統(tǒng)動態(tài)性能的影響
3.4高階系統(tǒng)的階躍響應
3.5系統(tǒng)穩(wěn)定性及勞斯判據
3.5.1穩(wěn)定性的概念和穩(wěn)定條件
3.5.2勞斯判據
3.6穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.1給定穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.2動態(tài)誤差系數及誤差級數
3.6.3擾動穩(wěn)態(tài)誤差
3.7減小穩(wěn)態(tài)誤差的方法
小結
習題(基礎題)
習題(提高題)
第4章根軌跡法
4.1根軌跡的定義
4.2根軌跡的幅值和相角條件
4.3繪制根軌跡的基本法則
4.4