| 1概论1 1.1控制理论在工程中的应用发展1 1.2自动控制系统的基本概念2 1.3控制理论在机械制造工业中的应用8 1.4课程主要内容及学时安排12 例题及习题14 2控制系统的动态数学模型17 2.1基本环节数学模型17 2.2数学模型的线性化21 2.3拉氏变换及反变换23 2.4传递函数以及典型环节的传递函数35 2.5系统函数方块图及其简化42 2.6系统信号流图及梅逊公式47 2.7受控机械对象数学模型48 2.8绘制实际物理系统的函数方块图50 *2.9状态空间方程基本概念60 例题及习题64 3时域瞬态响应分析76 3.1时域响应以及典型输入信号76 3.2一阶系统的瞬态响应79 3.3二阶系统的瞬态响应81 3.4时域分析性能指标88 3.5高阶系统的瞬态响应93 3.6 机电系统时域瞬态响应的实验方法96 例题及习题98 4控制系统的频率特性108 4.1机电系统频率特性的概念及其基本实验方法108 4.2极坐标图116 4.3对数坐标图122 4.4由频率特性曲线求系统传递函数131 4.5由单位脉冲响应求系统的频率特性135 *4.6对数幅相图135 4.7控制系统的闭环频响137 例题及习题147 5控制系统的稳定性分析155 5.1系统稳定性的基本概念155 5.2系统稳定的充要条件156 5.3代数稳定性判据157 5.4乃奎斯特稳定性判据164 5.5应用乃奎斯特判据分析延时系统的稳定性173 5.6由伯德图判断系统的稳定性178 5.7控制系统的相对稳定性182 *5.8李雅普诺夫稳定性方法186 例题及习题188 6控制系统的误差分析和计算197 6.1稳态误差的基本概念197 6.2输入引起的稳态误差198 6.3干扰引起的稳态误差203 6.4减小系统误差的途径205 6.5动态误差系数207 例题及习题209 7控制系统的综合与校正216 7.1系统的性能指标216 7.2系统的校正概述220 7.3串联校正221 7.4反馈校正232 7.5用频率法对控制系统进行综合与校正235 7.6典型机电反馈控制系统综合校正举例248 7.7确定PID参数的其他方法261 例题及习题266 8根轨迹法275 8.1根轨迹与根轨迹方程275 8.2绘制根轨迹的基本法则278 8.3根轨迹图绘制举例286 8.4系统闭环零点、极点的分布与性能指标291 例题及习题299 *9控制系统的非线性问题303 9.1概述303 9.2描述函数法307 9.3相轨迹法322 例题及习题337 10计算机控制系统344 10.1计算机控制系统的组成344 10.2线性离散系统的数学模型和分析方法350 *10.3离散状态空间模型374 10.4线性离散系统的稳定性分析377 10.5计算机控制系统的模拟化设计方法381 例题及习题390 11MATLAB软件工具在控制系统分析和综合中的应用397 11.1MATLAB基本特点397 11.2控制系统在MATLAB中的描述399 11.3进行部分分式展开400 11.4线性系统的时间响应分析402 11.5控制系统的频域响应分析405 11.6控制系统的根轨迹图408 11.7系统稳定性分析409 11.8控制系统仿真例411 11.9系统框图输入与仿真工具SIMULINK431 习题437 附录A拉普拉斯变换表439 附录B高阶最优模型最佳频比的证明443 习题参考答案446 参考文献462 |
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