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自动控制原理(第3版)

提供PPT课件和教学大纲,该教材配备了大量MATLAB例程,以提高读者的动手能力,突出了实践能力的培养,以提高读者运用计算机解决相关问题的能力,更有效地学习知识,培养创新素质

作者:余成波、张莲、胡晓倩
定价:59.50
印次:3-8
ISBN:9787302478027
出版日期:2018.07.01
印刷日期:2024.01.17

本书主要介绍分析和设计反馈控制系统的经典理论和应用方法。全书共8章,内容包括自动控制系统的基本概念,自动控制系统的数学模型,自动控制系统的时域分析法、根轨迹法、频率特性法,控制系统的校正、非线性控制系统、离散控制系统的分析和综合应用等。在每章后面分别介绍了MATLAB在自动控制理论中的一些应用,以及如何利用计算机辅助设计方法解决自动控制领域的一些系统分析和设计问题。同时,各章均提供了一定数量的习题与MATLAB实验题,以帮助读者理解基本概念并掌握分析和设计方法。 本书可作为高等工科院校自动化及相关专业的教材,也可供从事自动化方面工作的科技人员学习参考。

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第3版前言 为适应新时期高等教育人才培养的需要,根据我国当前本学科领域课程设置与教学改革的实际情况,以及自动化及相关专业培养目标和培养要求,本书在前两版的基础上进行了修订,以反映当前控制技术发展的主流和趋势。 在保持前两版框架体系、主要内容及基本特色的基础上,本次再版主要进行了如下修改和补充: (1) 注重前后章节的一致性,在第3章和第8章稳态误差分析时,均按单位输入作用进行考虑。 (2) 在保持原有内容完整性的前提下,删除了一些比较烦琐的内容。 (3) 对书中和例题比较雷同的习题进行了修改,以使学生能够通过习题的练习达到举一反三。 (4) 修订了前两版中部分内容的阐述方式,力求更加符合理工科学生的认识规律。 第3版仍由8章组成。本书由余成波、张莲、胡晓倩主编。刘增里、李云昊、王磊等同志参加了本书部分内容的编写工作。 第3版是在前两版的基础上改写的,并利用了前两版的部分材料; 同时得到重庆理工大学资助; 而且在使用过程中得到了社会各界使用者的信息反馈。在此向相关同志表示衷心感谢! 本书难免存在错误与不足,敬请广大同行与读者给予批评与指正。 编者2018年2月 第2版前言 自动控制原理是在自动控制、电气工程、信息工程以及计算机技术学科发展基础上建立起来的一门理论与实践相结合的课程,是一门实践性很强的课程。与本书第一版相比,再版的内容有大量改动。在编写过程中,根据我国当前本学科领域课程设置与教学改革的实际情况,注意对传统的《自动控制原理》课程进行改革,进行适当选择和裁剪以形成本课程体系,突出自动控制系统作为一种特定的反馈系统其自身的特点和相应的分析设计方法,强调设计与综合能力的培养,在讲述分析方法的基础上介绍了相应的设计方法,以达到学生学以致用的目的。尽力做到以注重素质培养和能力培养为目标,以加强基础和拓宽专业为原则,并考虑到教学条件和学生的基础的特点,使本书既能适应社会对人才培养的要求,又能切实应用于相关专业的教学之中。为此,本书在论述了自动控制原理的基本理论和方法后,还介绍了相应的MATLAB实现方法,给出了MATLAB实现必需的一些函数和编程及应用实例,使本书能够很好地做到理论联系实际,让读者对MATLAB在自动控制原理中的应用有一个感性的认识,书中按照各种理论来介绍MATLAB在该方面的应用,使所有的编程和应用实例都能找到理论根源,从而方便了读者对基本理论和方法的学习。同时,该教材配备了大量MATLAB例程,以提高读者的动手能力,读者不必把时间耗费在复杂的计算中,而是把精力集中到对概念、理论和方法的掌握上,从而突出了实践能力的培养,以提高读者运用计算机解决相关问题的能力,更有效地学习知识,培养创新素质。 本书由8章组成,主要由余成波、张莲、胡晓倩编写。全书由余成波教授统稿,徐霞、张睿、高云、李泉、龚智、胡柏栋、谢东坡、秦华峰、许超明、张方方、张冬梅等同志参加了本书的审核与编排工作。 再版书是在初版书的基础上改写的,并利用了初版书的部分材料; 同时,得到重庆工学院的资助,在此一并向初版书的编著人员和学院有关领导表示衷心的感谢。 全书的错误和缺点由主编和全体编著者共同负责,欢迎广大的同行与读者提出宝贵意见。 编者2008年12月 第1版前言 自动控制原理课程是高等工科院校电气信息类专业的一门重要的技术基础课程,其应用领域非常广泛,几乎遍及电类及非电类的各个工程技术学科。随着科学的进步,特别是近年来高集成度与高速数字技术的飞跃发展,新材料、新工艺和新器件的不断出现,使各技术学科领域和现代化工业的面貌发生了深刻和巨大的变化。当今科技革命的特征是以信息技术为核心,促使社会由电气化时代进入信息时代,并以知识密集产业作为主体产业。 在人类面临21世纪的新问题、新技术和新机遇的挑战所进行的教育改革中,加强素质培养,淡化专业,拓宽基础,促进各学科与专业的交叉与渗透也已成为不可逆转的世界潮流。为了适应我国社会主义现代化建设和以信息技术为核心的高新技术迅猛发展的需要,依据我国当前电气工程学科课程设置与教学改革的实际情况,在编写中,特别注意和“信号与系统”内容的衔接,避免不必要的重复。学习自动控制理论的目的主要在于应用。对于工科学生应当强调设计与综合能力的培养,特别是在学生已经有了“信号与系统”关于系统基本分析方法基础的情况下,更应如此。所以本书以设计为主线来讲述自动控制的基本理论。 本书主要的内容,也就是控制系统要解决的两个问题,即系统分析和系统设计。控制系统的分析和设计是两个互逆的研究过程,前者是从已知确定系统出发,分析计算系统所具有的性能指标,而后者则是根据要求的性能指标来确定系统应具备的结构模式。 系统分析是在描述系统数学模型基础上,用数学的方法来进行研究讨论的。因此,必须在规定的工作条件下,对已知系统进行以下步骤的工作: (1) 建立系统的数学模型; (2) 分析系统的性能,计算三大性能指标是否满足要求; (3) 讨论系统性能指标与系统结构、参数的关系。 系统设计的目的,是在给出被控对象及其技术指标要求的情况下,寻找一个能够完成既定控制任务,满足所要求技术指标的自动控制系统。而在控制系统的主要元件和结构形式确定的前提下,设计任务往往是需要改变系统的某些参数或加入某种装置(有时还需要改变系统的结构),使其满足要求的性能指标。这种附加的装置称为校正装置,这个过程称为对系统进行校正。 本书的内容安排如下: 第1~5章讲述自动控制系统的基本概念、自动控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹法、频率特性法,属于控制系统分析部分; 第6章介绍控制系统的校正方法,属于控制系统设计方法部分; 在学习了连续时间控制系统的各种分析设计方法之后,再在第7章讲述非线性控制系统; 第8章讨论离散控制系统的分析和综合等。另外在书中还介绍了MATLAB在自动控制理论中的一些应用,以及如何利用计算机辅助设计方法解决自动控制领域的一些系统分析和设计问题。 全书由余成波统稿,参加编写的有张莲、邓力(第1、2、3章),徐霞(第4章),胡晓倩(第5、6章、附录),余成波、李恭琼(第7、8章)。陶红艳同志参加了本书审核与编排工作。 本书在编写过程中,许多兄弟院校的同行为本书的编写提出了许多宝贵意见并提供了帮助。在此,一并表示衷心的感谢。 由于水平有限,书中难免有错误和不当之处,敬请同行与读者给予批评与指正。 编者2004年7月

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  • 本书主要介绍分析和设计反馈控制系统的经典理论和应用方法。全书共8章,内容包括自动控制系统的基本概念,自动控制系统的数学模型,自动控制系统的时域分析法、根轨迹法、频率特性法,控制系统的校正,非线性控制系统、离散控制系统的分析和综合应用等。
  • 本书主要介绍分析和设计反馈控制系统的经典理论和应用方法。全书共8章,内容包括自动控制系统的基本概念,自动控制系统的数学模型,自动控制系统的时域分析法、根轨迹法、频率特性法,控制系统的校正,非线性控制系统、离散控制系统的分析和综合应用等。
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  • 目录

    第1章控制系统的基本概念

    1.1引言

    1.2开环控制系统与闭环控制系统

    1.2.1开环控制系统

    1.2.2闭环控制系统

    1.3自动控制系统的组成

    1.3.1基本组成部分

    1.3.2自动控制系统中常用的名词术语

    1.4自动控制系统的分类

    1.4.1按输入信号的特点分类

    1.4.2按描述系统的动态方程分类

    1.4.3按系统的参数是否随时间而变化分类

    1.4.4按信号的传递是否连续分类

    1.5自动控制系统的应用实例

    1.5.1炉温控制系统

    1.5.2导弹发射架方位控制系统

    1.5.3计算机控制系统

    1.6自动控制理论发展简史

    1.7对自动控制系统的基本要求

    习题

    第2章自动控制系统的数学模型

    2.1控制系统微分方程的建立

    2.1.1机械系统

    2.1.2电系统——RLC串联网络

    2.1.3机电系统

    2.2非线性系统微分方程的线性化

    2.2.1小偏差线性化的概念

    2.2.2非线性系统(元件)线性化处理举例

    2.2.3系统线性化的条件及步骤

    2.3传递函数

    2.3.1传递函数的定义和性质

    2.3.2用复数阻抗法求电网络的传递函数

    2.3.3典型环节及其传递函数

    2.4控制系统的结构图及其等效变换

    2.4.1结构图的基本概念

    2.4.2结构图的组成

    2.4.3结构图的建立

    2.4.4结构图的等效变换

    2.5自动控制系统的传递函数

    2.5....

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