《高等學校應用型特色規劃教材：自動控制原理》共分為8章，主要內容包括自動控制的一般概念與數學基礎、連續控制系統的數學模型、時域分析法、根軌跡分析法、頻率特性法、控制系統的頻率法校正、非線性系統、采樣控制系統，其中第l章加入了自動控制原理相應的數學知識，以方便讀者理解《高等學校應用型特色規劃教材：自動控制原理》內容。此外，部分章節中還介紹了MATLAB在控制系統分析與設計中的應用。
《高等學校應用型特色規劃教材：自動控制原理》可作為高等工科院校自動化、電氣自動化、測控技術與儀器、環境工程、石油工程及計算機等專業的教材，也可供其他專業的師生和工程技術人員參考。
◎從讀者角度出發，力求每一步推導、每一道習題、每一段講解都有理有據，通俗易懂，重點突出。 ◎各章都編入了控制系統計算機仿真的內容，便于讀者在學習理論的同時，掌握一種高效便利的仿真工具，減輕讀者煩瑣的計算負擔。 ◎書中加入了一些數學基礎知識，便于讀者理解本書的相關內容。
自動控制技術已經廣泛應用在各行各業，極大地提高了勞動生產率和產品質量，改善了工人的勞動條件，豐富和提高了人民的生活水平，為國民經濟和國防建設發揮著越來越重要的作用。特別是我國神舟系列載人航天飛船的研制成功，極大地鼓舞了國人，提升了我國在國際社會中的地位。自動控制理論按其發展階段不同，可以分為古典控制理論、現代控制理論以及大系統理論和智能控制理論。其中古典控制理論是學習現代控制理論的基礎，也是工科院校普遍開設的一門專業基礎理論課。本書共分為8章，主要包括自動控制的一般概念與數學基礎、連續控制系統的數學模型、時域分析法、根軌跡分析法、頻率特性法、控制系統的頻率法校正、非線性系統和采樣控制系統等內容，通過本書的學習，學生可掌握分析和設計自動控制系統的基本理論和方法，為學習相關專業知識打下良好的理論基礎。
編者根據多年教學經驗，從讀者角度出發，力求每一步推導、每一道習題、每一段講解都有理有據，通俗易懂，重點突出。MATLAB計算仿真已經成為工科學生必須具備的一種應用工具，因此，本書在部分章節的最后一節中編入了控制系統計算機仿真的內容，使讀者在學習理論的同時，能夠掌握一種高效便利的仿真工具，減輕讀者煩瑣的計算負擔。為了便于讀者理解本書的相關內容，第1章中加入了一些數學基礎知識，如拉普拉斯變換和傅里葉變換等。
本書由重慶科技學院宋樂鵬擔任主編，寶雞文理學院胡皓擔任副主編。其中，第1章、第3章、第6章由宋樂鵬編寫；第2章、第7章、第8章由胡皓編寫；第4章、第5章由宜賓學院的郭靖楊編寫。全書由宋樂鵬統稿、定稿。本書由重慶科技學院的唐德東教授主審。在編寫過程中，重慶科技學院的姜泓教授提出了許多寶貴的意見，寶雞文理學院任鳥飛和重慶科技學院的董志明、張小云、蘇盈盈、蘭楊參加了本書的審核工作，在此表示感謝！
本書在編寫過程中學習和汲取了其他教材的部分內容，在此向原教材的各位作者表示誠摯的謝意！
由于編者水平有限，書中難免存在疏漏和不足之處，敬請廣大讀者批評指正。
編 者
第1章 自動控制的一般概念與數學基礎
概述
I.1 自動控制系統的基本原理
1.2 自動控制的基本方式
1.2.1 開環控制系統
1.2.2 閉環控制系統
1.2.3 復合控制系統
1.3 對控制系統性能的基本要求
1.4 自動控制系統的類型
1.4.1 按系統的特性分類
1.4.2 按信號的傳遞是否連續分類
1.4.3 按給定量的特征分類
1.5 復數及其表示
1.5.1 復數及其代數運算
1.5.2 復數的表示
1.5.3 復數的乘冪與方根
1.6 拉普拉斯變換及其應用
1.6.1 拉氏變換的概念
1.6.2 拉氏變換的性質
1.6.3 拉氏反變換
1.6.4 拉氏變換應用舉例
1.7 傅里葉變換
1.7.1 傅里葉積分
1.7.2 傅里葉變換的概念
17.3 傳里葉變換的性質
小結
習題
第2章 連續控制系統的數學模型
概述
2.1 控制系統數學模型的概念
2.1.1 數學模型的類型
2.1.2 數學模型的特點
2.1.3 建立數學模型的方法
2.2 控制系統的動態微分方程
2.2.1 列寫動態微分方程的一般方法
2.2.2 非線性元件微分方程的線性化
2.3 控制系統的傳遞函數
2.3.1 傳遞函數的概念
2.3.2 典型環節的傳遞函數及其動態響應
2.3.3 傳遞函數的求取
2.4 動態結構圖及其等效變換
2.4.1 動態結構圖的概念
2.4.2 結構圖的等效變換
2.5 信號流圖
2.5.1 信號流圖的定義
2.5.2 系統的信號流圖
2.5.3 信號流圖的定義和術語
2.5.4 信號流圖的性質
2.5.5 信號流圖的梅遜公式
2.6 MATLAB簡介及數學模型的表示
2.6.1 MATLAB簡介
2.6.2 傳遞函數的表示
2.6.3 傳遞函數的特征根及零極點圖
2.6.4 控制系統的方框圖模型
2.6.5 控制系統的零極點模型
小結
習題
第3章 時域分析法
概述
3.1 控制系統的典型輸入信號
3.1.1 階躍函數信號
3.1.2 斜坡函數信號
3.1.3 拋物線函數信號
3.1.4 脈沖函數信號
3.1.5 正弦函數信號
3.2 線性系統的穩定性分析
3.2.1 穩定的基本概念
3.2.2 線性系統穩定的充分必要條件
3.3 代數穩定判據
3.3 1勞斯判據
3.3.2 用代數穩定判據分析系統時的應用
3.4 穩態誤差分析與計算
3.4.1 誤差及穩態誤差的定義
3.4.2 給定輸入下的穩態誤差
3.4.3 擾動的穩態誤差
3.5 復合控制系統的穩態誤差
3.5.1 引入給定補償
3.5.2 引入擾動補償
3.6 控制系統的動態響應及其性能指標
3.7 一階系統的動態響應分析
3.7.1 典型一階系統的單位階躍響應
3.7.2 典型一階系統的其他響應
3.8 二階系統的動態響應分析
3.8 1典型二階系統的單位階躍響應
3.8.2 三階系統性能指標與系統參數的關系
3.9 二階系統性能的改善
3.9.1 引入輸出量的速度負反饋控制
3.9.2 引入誤差信號的比例微分控制
3.10高階系統的動態分析
3.11控制系統時域分析的MATLAB應用
3.11.1 線性系統的MATLAB表示
3.11.2 單位階躍響應
3.11.3 單位脈沖響應
3.11.4 控制系統穩定性判定小結
習題
第4章 根軌跡分析法
概述
4.1 自動控制系統的根軌跡
4.1.1 根軌跡的概念
4.1.2 根軌跡方程
4.2 繪制根軌跡的基本法則
4.3 廣義根軌跡
4.3.1 參量根軌跡
4.3.2 多參數根軌跡簇：
4.3.3 正反饋系統的根軌跡
4.4 控制系統的根軌跡分析
4.4.1 棍軌跡確定系統的閉環極點
4.4.2 根軌跡確定系統的動態特性
4.4.3 開環零點對根軌跡的影響
4.4.4 開環極點對根軌跡的影響
4.5 利用MATLAB繪制根軌跡小結
習題
第5章 頻率特性法
概述
5.1 頻率特性
5.1.1 頻率特性的概念
5.1.2 頻率特性的求取
5.1.3 頻率特性的幾種表示方法
5.2 典型環節的頻率特性
5.2.1 比例環節
5.2.2 積分環節
5.2.3 微分環節
5.2.4 慣性環節
5.2.5 階微分環節
……
第6章 控制系統的頻率法校正
第7章 非線性系統
第8章 采樣控制系統
附錄
參考文獻
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