本書是自動控制領(lǐng)域的經(jīng)典著作， 以自動控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計為主線， 在回顧自動控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)和反饋控制的基本特性基礎(chǔ)上， 重點介紹了自動控制系統(tǒng)的3種主流設(shè)計方法， 即根軌跡設(shè)計法、 頻率響應(yīng)設(shè)計法和狀態(tài)空間設(shè)計法。此外， 還闡述了非線性系統(tǒng)的分析與設(shè)計， 給出了一系列經(jīng)典控制系統(tǒng)設(shè)計實例。全書在闡述自動控制原理和設(shè)計方法的過程中， 適時地穿插MATLAB仿真源代碼和仿真實驗結(jié)果。
Gene F.Franklin，斯坦福大學(xué)電氣工程系教授，國際著名控制學(xué)家，IEEE終身會士。他于1955年在哥倫比亞大學(xué)獲得博士學(xué)位，曾任斯坦福大學(xué)電氣工程系主任、IEEE控制系統(tǒng)學(xué)會理事、副主席，其研究領(lǐng)域覆蓋了控制的各個方面。2005年因其對多個控制領(lǐng)域的基礎(chǔ)性貢獻(xiàn)而榮獲美國自動控制學(xué)會的較高獎Bellman獎。
第1章 反饋控制概述及其歷史回顧
1．1 簡單的反饋系統(tǒng)
1．2 反饋分析
1．3 歷史簡介
1．4 全書概述
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第2章 動態(tài)模型
2．1 機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)
2．1．1 平移運(yùn)動
2．1．2 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動
2．1．3 旋轉(zhuǎn)和平移的組合
2．1．4 分布參數(shù)系統(tǒng)
2．1．5 小結(jié)： 推導(dǎo)剛體的運(yùn)動方程
2．2 電路模型
2．3 機(jī)電系統(tǒng)模型
△2．4 熱和液體流動模型
2．4．1 熱流動
2．4．2 不可壓縮液體的流動
2．5 歷史回顧
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第3章 動態(tài)響應(yīng)
3．1 拉普拉斯變換回顧
3．1．1 卷積響應(yīng)
3．1．2 傳遞函數(shù)與頻率響應(yīng)
3．1．3 拉普拉斯變換
3．1．4 拉普拉斯變換的性質(zhì)
3．1．5 部分分式法求拉普拉斯反變換
3．1．6 終值定理
3．1．7 應(yīng)用拉普拉斯變換解決問題
3．1．8 極點和零點
3．1．9 用MATLAB分析線性系統(tǒng)
3．2 系統(tǒng)建模圖
3．2．1 方框圖
3．2．2 利用MATLAB進(jìn)行方框圖化簡
3．3 極點配置的影響
3．4 時域特性
3．4．1 上升時間
3．4．2 超調(diào)量和峰值時間
3．4．3 調(diào)節(jié)時間
3．5 零點和附加極點的影響
3．6 穩(wěn)定性
3．6．1 有界輸入和有界輸出穩(wěn)定性
3．6．2 線性時不變系統(tǒng)的穩(wěn)定性
3．6．3 勞斯穩(wěn)定性判據(jù)
△3．7 由實驗數(shù)據(jù)建立模型
3．7．1 由瞬態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)建立模型
3．7．2 由其他數(shù)據(jù)建立模型
△3．8 幅值變換與時間變換
3．8．1 幅值變換
3．8．2 時間變換
3．9 歷史回顧
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第4章 反饋分析的基本概念
4．1 控制系統(tǒng)的基本方程
4．1．1 穩(wěn)定性
4．1．2 跟蹤性
4．1．3 校正性
4．1．4 靈敏度
4．2 對于多項式輸入的穩(wěn)態(tài)誤差控制： 系統(tǒng)類型
4．2．1 對于跟蹤的系統(tǒng)類型
4．2．2 用于校正和干擾抑制的系統(tǒng)類型
4．3 PID控制器
4．3．1 比例控制（P）
4．3．2 比例積分控制（PI）
4．3．3 比例積分微分控制（PID）
4．3．4 PID控制器的Z?N（Ziegler?Nichols）整定法
4．4 數(shù)字控制簡介
4．5 歷史回顧
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第5章 根軌跡設(shè)計法
5．1 基本反饋系統(tǒng)的根軌跡
5．2 繪制根軌跡的原則
5．2．1 繪制正（180°）根軌跡的規(guī)則
5．2．2 繪制根軌跡規(guī)則小結(jié)
5．2．3 參數(shù)值的選取
5．3 根軌跡圖解舉例
5．4 使用動態(tài)補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計
5．4．1 使用超前補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計
5．4．2 使用滯后補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計
5．4．3 使用陷波補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計
5．4．4 模擬和數(shù)字補(bǔ)償?shù)膶崿F(xiàn)
5．5 使用根軌跡法的設(shè)計實例
5．6 根軌跡法的擴(kuò)展
5．6．1 繪制負(fù)（0°）根軌跡的規(guī)則
5．6．2 考慮兩個參數(shù)的情況
△5．6．3 時間延遲
5．7 歷史回顧
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第6章 頻率響應(yīng)設(shè)計法
6．1 頻率響應(yīng)
6．1．1 伯德圖法
6．1．2 穩(wěn)態(tài)誤差
6．2 臨界穩(wěn)定
6．3 奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)
6．3．1 幅角原理
6．3．2 在控制設(shè)計中的應(yīng)用
6．4 穩(wěn)定裕度
6．5 伯德增益相位關(guān)系
6．6 閉環(huán)頻率響應(yīng)
6．7 補(bǔ)償
6．7．1 PD補(bǔ)償
6．7．2 超前補(bǔ)償
6．7．3 PI補(bǔ)償
6．7．4 滯后補(bǔ)償
6．7．5 PID補(bǔ)償
6．7．6 設(shè)計的考慮因素
△6．7．7 靈敏度函數(shù)性能指標(biāo)
△6．7．8 靈敏度函數(shù)的設(shè)計限制
△6．8 時滯
△6．9 數(shù)據(jù)的其他表示
6．9．1 尼科爾斯圖
6．10 歷史回顧
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第7章 狀態(tài)空間設(shè)計法
7．1 狀態(tài)空間的優(yōu)點
7．2 狀態(tài)空間中的系統(tǒng)描述
7．3 方框圖和狀態(tài)空間
狀態(tài)空間的時間和幅值換算
7．4 狀態(tài)方程的分析
7．4．1 方框圖與標(biāo)準(zhǔn)型
7．4．2 從狀態(tài)方程求解動態(tài)響應(yīng)
7．5 全狀態(tài)反饋的控制規(guī)律設(shè)計
7．5．1 尋找控制規(guī)律
7．5．2 引入全狀態(tài)反饋的參考輸入
7．6 優(yōu)良設(shè)計的極點位置選擇
7．6．1 主導(dǎo)二階極點
7．6．2 對稱根軌跡（SRL）
7．6．3 兩種方法的評論
7．7 估計器設(shè)計
7．7．1 全階估計器
7．7．2 降階估計器
7．7．3 估計器極點選擇
7．8 補(bǔ)償器設(shè)計： 結(jié)合控制規(guī)律和估計器
7．9 帶有估計器的參考輸入
7．9．1 參考輸入的一般結(jié)構(gòu)
7．9．2 選擇增益
7．10 積分控制和魯棒跟蹤
7．10．1 積分控制
△7．10．2 魯棒跟蹤控制： 誤差空間法
△7．10．3 擴(kuò)展估計器
△7．11 回路傳遞恢復(fù)（LTR）
△7．12 使用有理傳遞函數(shù)的直接設(shè)計
△7．13 含純時滯的系統(tǒng)設(shè)計
7．14 歷史回顧
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第8章 數(shù)字控制
8．1 數(shù)字化
8．2 離散系統(tǒng)的動態(tài)分析
8．2．1 z變換
8．2．2 z逆變換
8．2．3 s與z的關(guān)系
8．2．4 終值定理
8．3 離散等效設(shè)計
8．3．1 零極點匹配法（MPZ）
8．3．2 改進(jìn)的零極點匹配法（MMPZ）
8．3．3 比較三種數(shù)字逼近方法
8．3．4 離散等效設(shè)計法的應(yīng)用限制
8．4 硬件特性
8．4．1 模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器
8．4．2 數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換器
8．4．3 抗混疊預(yù)濾波器
8．4．4 計算機(jī)
8．5 采樣速率的選擇
8．5．1 跟蹤有效性
8．5．2 擾動抑制
8．5．3 抗混疊預(yù)濾波器的作用
8．5．4 異步采樣
△8．6 離散設(shè)計
8．6．1 分析工具
8．6．2 反饋特性
8．6．3 離散設(shè)計舉例
8．6．4 設(shè)計的離散分析
8．7 歷史回顧
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第9章 非線性系統(tǒng)
9．1 引言和動機(jī)： 為什么學(xué)習(xí)非線性系統(tǒng)
9．2 線性化分析
9．2．1 使用小信號分析的線性化
9．2．2 使用非線性反饋的線性化
9．2．3 使用反向非線性的線性化
9．3 使用根軌跡法的等效增益分析
9．3．1 積分器抗漂移
9．4 使用頻率響應(yīng)的等效增益分析： 描述函數(shù)
9．4．1 用描述函數(shù)的穩(wěn)定性分析
△9．5 基于穩(wěn)定性的分析和設(shè)計
9．5．1 相平面
9．5．2 李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
9．5．3 圓判據(jù)
9．6 歷史回顧
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
第10章 控制系統(tǒng)設(shè)計： 原理與案例研究
10．1 控制系統(tǒng)設(shè)計概要
10．2 衛(wèi)星姿態(tài)控制設(shè)計
10．3 波音747飛機(jī)的側(cè)向和縱向控制
10．3．1 偏移阻尼器
10．3．2 姿態(tài)保持自動導(dǎo)航儀
10．4 汽車引擎的油氣比例控制
10．5 硬盤的讀/寫磁頭組件控制
10．6 半導(dǎo)體芯片制造中的快速熱處理器控制系統(tǒng)
10．7 趨化性或者大腸桿菌的順利游動
10．8 歷史回顧
本章小結(jié)
復(fù)習(xí)題
習(xí)題
附錄A 拉普拉斯變換
附錄B 章末復(fù)習(xí)題答案
附錄C MATLAB命令
參考文獻(xiàn)
術(shù)語表
網(wǎng) 上 附 錄
附錄WD 復(fù)變量回顧
附錄WE 矩陣?yán)碚摽偨Y(jié)
附錄WF 能控性和能觀性
附錄WG Ackermann公式的極點配置
附錄W2 動態(tài)模型
附錄W3 框圖化簡
附錄W4 時域響應(yīng)對參數(shù)變化的靈敏度
附錄W5 根軌跡設(shè)計法
附錄W6 頻率響應(yīng)設(shè)計法
附錄W7 數(shù)據(jù)的其他表示
附錄W8 數(shù)字控制
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