工程控制基础(第2版)
本书是《工程控制基础》的修订版,保持了第1版的核心内容,延续了第1版的经典理论,突出了工程优化意识,控制类课程经典教材,清华大学出版社力荐!课件处为本书教学PPT.

作者:翁正新、田作华、陈学中、韩正之 编著

丛书名:高等学校自动化类专业系列教材

定价:55元

印次:2-8

ISBN:9787302446194

出版日期:2016.09.01

印刷日期:2024.01.11

图书责编:王一玲

图书分类:教材

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本书的主要任务是讲述自动控制系统的基本原理,指导学生掌握实际控制系统的分析和设计方法,树立优化设计思想。内容包括系统结构图的绘制、数学模型的建立、性能分析与补偿设计。主要包括系统在三域(时域、复域、频域)中的数学模型,系统分析的三要素(稳定性、静态特性和动态特性),以及基于根轨迹法和频率法的校正装置的设计方法,非线性系统及计算机控制系统的分析与设计,等等。 MATLAB是当前一种常用的计算机辅助设计软件,它为控制系统的分析与设计提供了专用的工具包。本书在各章都将介绍MATLAB的相关应用。本书基本概念清晰,工程实例丰富,配有大量习题(包括一般题、深入题、实际题和MATLAB题)。 本书可作为高等学校工科各专业,如电子信息类、机械工程类、电气工程类、仪器仪表类、工程物理类等专业本科生学习控制理论的教材,也可供相关领域专业技术人员参考。

作者简介: 翁正新,1966年12月生。分别于1989年和1995年在哈尔滨工业大学控制工程系获学士和博士学位,随即到上海交通大学自动化系从事博士后研究,现为上海交通大学自动化系副教授,中国自动化学会空间及运动体控制专业委员会委员,中国自动化学会技术过程的故障诊断与安全性专业委员会委员。主要从事鲁棒控制、故障诊断与容错控制等方面的教学和科研工作。 田作华 1946年10月生。1970年毕业于上海交通大学自动控制专业,现为上海交通大学自动化系教授,博士生导师,专业方向为控制科学与工程。全国优秀教师,上海市教学名师,中国工程教育专业认证专家。曾任教育部高等学校自动化专业教学指导委员会副主任,指导性自动化专业规范课题组负责人。长期从事教学工作,主编控制类教材2本,先后获得省部级各类教学成果奖6项,主讲课程7门。

第2版前言 吴澄院士指出,控制理论应该体现优化的意识。此言千真万确。 将优化的思想融入经典控制理论是本书第2版的指导思想之一。其次,本书的第1版问世将近10年,这10年中,自动化技术突飞猛进,自动化应用铺天盖地。纵览这10年中的域内盛事,2008年的北京奥运会、2010年的上海世博会,直到2014年巴西世界杯,独领风骚的科技展示主角无一不是自动化技术。北京奥运会开幕式上画卷的展开、上海世博会上机器人小提琴独奏“茉莉花”、巴西世界杯上脑瘫少年的开球,这些技术虽然时髦,但是根底还是本书所讲述的理论,我们有必要将这些重要的应用体现在大学生的教材上。 人类总是这样的,一旦有了就要求好的,进取可以说成是生命的追求。James Watt 常常被称作自动化设计的吃螃蟹者。正确地说,在Watt出生的时候,蒸汽机已经问世,并且成功地解决了大能量的供给问题。蒸汽机使人类获得自身无法达到的力量,可是Watt不满意,他改造了纽可门蒸汽机,实现了连续作业,蒸汽机做功的品质一下子优化了;尽管已经设计了质量巨大的飞轮使得蒸汽机转速比较均衡,可是Watt还是不满意,他设计了离心控制器(governor)使得进入气缸的蒸汽量基本保持恒定,从而做到了对蒸汽机速度的控制;我没有机会到伯明翰中心图书馆去查阅Watt的手稿,但是我猜想Watt一定还研究过离心控制器的设计: 连杆和小球该怎样设计,才能使得进入气缸蒸汽量完全可调,能够正好提供所需的能量。Watt的一生与蒸汽机结缘,而这种缘分的体现是他对蒸汽机设计的不断优化,那么,能不能说Watt的一生都用来优化蒸汽机了?如果Watt与优化结缘,那么控制从...

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第1章绪论

1.1引言

1.2自动控制系统的基本原理和组成

1.2.1自动控制系统

1.2.2反馈原理与优化设计

1.2.3自动控制系统的组成

1.3自动控制系统的分类

1.3.1按信号的传递路径来分

1.3.2按系统输出信号的变化规律来分

1.3.3按系统传输信号的性质来分

1.3.4按系统的输入输出特性来分

1.4控制系统实例

1.4.1内燃机的转速控制系统

1.4.2角度随动系统

1.5本书概貌

习题

第2章控制系统的数学模型

2.1控制系统的时域数学模型——微分方程

2.1.1系统的微分方程举例

2.1.2非线性系统的线性化

2.2控制系统的复域数学模型——传递函数

2.2.1传递函数定义

2.2.2传递函数性质

2.3控制系统的频域数学模型——频率特性

2.4典型环节及其传递函数

2.4.1比例环节

2.4.2微分环节

2.4.3积分环节

2.4.4惯性环节(非周期环节)

2.4.5振荡环节

2.4.6时间延迟环节(时滞环节)

2.5控制系统的方块图

2.5.1系统方块图

2.5.2方块图的基本运算法则

2.5.3系统常用的传递函数

2.5.4方块图的简化法则

2.6信号流图

2.6.1几个定义

2.6.2信号流图的性质及运算法则

2.6.3信号流图与方块图之间等效关系

2.6.4梅逊公式

...

本书保持第1版的“三纵三横”结构。“三纵”指经典控制理论的三大方法,即时域法、复域法和频域法;“三横”指经典控制理论的三大核心内容,即稳定性、动态特性和稳态特性。

         本书保持第1版的“加强基础、削枝强干”的内容安排。强调经典成果,强调工程应用,结合时代发展,突出数字技术。

         本书突出了工程优化意识。自动控制总是沿着“追求更好”的轨迹而发展,经典控制中又很多工程优化的实践,充分强调了反馈控制原理和优化控制意识。

         本书追求内容经典、分析精辟、例子丰富、注重应用。特别注意为读者的独立思考提供思路和空间。