本书为普通高等教育“十一五”***规划教材，并曾获2002年教育部全国普通高校优秀教材二等奖。《BR》 本书主要介绍反馈控制系统的基本理论及其工程分析和设计方法。全书共10章。前3章主要介绍反馈控制系统的基本工作原理、物理系统的数学模型、包括频率特性在内的一些基本概念。第4～7章介绍控制系统稳定性分析、稳态误差分析、瞬态响应分析以及控制系统的设计和校正。第8章对工程中常用的根轨迹方法作了介绍。*后两章讲述了状态空间分析法和非线性控制系统。《BR》 书中大部分章节有利用Matlab控制软件的应用实例。每章还有小结和习题。
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目录
第1章 绪论 1
1.1 自动控制及其发展概述 1
1.2 控制系统的反馈工作原理及其组成 3
1.3 控制系统的分类 9
1.4 控制理论在非工程领域的应用 14
1.5 对控制系统的要求及常用典型控制信号 16
小结 19
习题 20
第2章 物理系统的数学模型 23
2.1 控制工程的数学方法 23
2.2 物理系统的数学模型及其建立 32
2.3 非线性数学模型的线性化 42
2.4 系统方块图及其传递函数 45
2.5 环节及系统的传递函数 54
2.6 信号流图 67
2.7 Matlab中系统建模 71
小结 76
习题 76
第3章 频率特性 84
3.1 频率特性的基本概念 84
3.2 幅相频率特性 88
3.3 对数频率特性 94
3.4 闭环频率特性及其特征参数 105
3.5 数学模型的实验确定法 107
3.6 Matlab中的频率响应函数 111
小结 116
习题 116
第4章 控制系统的稳定性分析 120
4.1 稳定性的基本概念 120
4.2 劳斯赫尔维茨稳定判据 123
4.3 奈奎斯特稳定性判据 127
4.4 稳定性裕量 138
4.5 Matlab求取稳定性裕量 142
小结 144
习题 144
第5章 控制系统的误差分析 147
5.1 误差的基本概念 147
5.2 稳态误差系数与稳态误差 150
5.3 动态误差系数与稳态误差 156
5.4 扰动作用下的系统稳态误差 160
小结 162
习题 163
第6章 控制系统的瞬态响应分析 166
6.1 一阶系统的瞬态响应 166
6.2 二阶系统的瞬态响应 169
6.3 具有零点的二阶系统的瞬态响应 173
6.4 高阶系统的瞬态响应 175
6.5 瞬态响应指标及其与系统参数的关系 179
6.6 Matlab分析系统的动态特性 185
小结 189
习题 189
第7章 控制系统的综合和校正 193
7.1 系统设计概述 193
7.2 希望频率特性曲线和控制系统综合法校正 196
7.3 控制系统分析法串联校正 206
7.4 PID控制 219
7.5 控制系统反馈校正分析 233
7.6 复合控制系统 235
小结 237
习题 238
第8章 根轨迹法 241
8.1 根轨迹法基本概念 241
8.2 绘制根轨迹图的基本规则 244
8.3 控制系统的根轨迹分析 256
8.4 用根轨迹法设计与校正控制系统 261
8.5 Matlab绘制系统的根轨迹 269
小结 273
习题 273
第9章 状态空间分析法 275
9.1 系统的状态空间描述 275
9.2 状态方程的求解 291
9.3 线性系统的能控性和能观性 297
9.4 控制系统的状态空间综合法 302
9.5 Matlab中进行状态空间法分析 310
小结 315
习题 315
第10章 非线性控制系统 319
10.2 描述函数法 322
10.3 非线性系统的描述函数法分析 328
小结 336
习题 336
参考文献 338
附录Ⅰ 拉普拉斯变换表 339
附录Ⅱ 校正网络 342
附录Ⅲ Matlab基础 348
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