本书根据全国高等院校自动化专业教学大纲的要求编写。书中融合了目前使用最广泛的控制系统分析和综合软件包-MATLAB,便于教师采用计算机辅助教学和学生学习。
全书共9章,主要介绍控制理论的基本概念和反馈控制的基本结构,控制系统的数学描述和借助MATLAB工具进行系统建模的方法,时域分析法和控制系统的性能指标及其计算方法,根轨迹法,频率响应法,控制系统的校正方法和控制器的设计思想;PHD调节器的设计和参数整定,离散系统的分析和设计,非线性系统的相平面法和描述函数法分析。全书以例题方式介绍了
样章试读
目录
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前言
第一章概论 1
1.1 控制理论发展综述 1
1.2 自动控制系统的结构 2
1.2.1 开环控制系统 2
1.2.2 闭环控制系统 3
1.3 反馈控制系统的组成和术语5
1.4 自动控制系统分类 6
1.4.1 线性控制系统和非线性控制系统 7
1.4.2 恒值控制系统和随动系统 7
1.4.3 连续控制系统和离散控制系统 7
1.5 对控制系统的性能要求和本课程的任务 7
1.5.1 对控制系统性能的要求 7
1.5.2 本课程的基本内容和要求 8
习题 8
第二章控制系统的戴学模型 11
2.1 拉普拉斯变换 11
2.1.1 拉普拉斯变换的定义和存在定理 11
2.1.2 几种典型函数的拉民变换 12
2.1.3 拉普拉斯变换的性质 15
2.1.4 有理分式函数的拉普拉斯反变换 16
2.1.5 用拉普拉斯变换求解微分方程 19
2.2 系统输人-输出的传递函数描述 20
2.3 典型环节传递函数的数学模型 23
2.3.1 比例环节 23
2.3.2 一阶环节 23
2.3.3 积分和微分环节 24
2.3.4 二阶环节 24
2.3.5 时滞环节 24
2.4 用方块图表示的模型 25
2.5 信号流程图与梅森公式 29
2.6 状态空间模型简介 34
2.6.1 状态、状态变量及状态空间方程 35
2.6.2 线性定常控制系统的状态方程描述 36
2.6.3 线性定常系统状态空间表达式的结构图和信号流程图 37
2.6.4 传递函数与状态空间方程之间关系 37
2.7 数学模型的MATLAB 描述 38
2.7.1 连续系统数学模型的MATLAB 表示 38
2.7.2 离散系统数学模型的MAτ工.AB表示 41
2.7.3 控制系统的建模 42
2.7.4 Simulink 建模方法复杂系统的模型处理方法 43
小结 45
习题 46
第三章控制系统的时域分析法 48
3.1 线性系统的稳定性 48
3.1.1 稳定性的基本概念 48
3.1.2 线性系统的稳定性 48
3.1.3 线性系统稳定的充分必要条件 49
3.1.4 劳斯赫尔维丧稳定判据 49
3.2 线性系统稳定性的MATLAB 判定方法