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| 內容簡介： |
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本书主要讲述自动控制原理及其应用，并系统介绍自动控制系统的基本概念、基本理论、分析与设计方法。全书共9章，第1章为绪论，第2章为控制系统的数学模型，第3章为控制系统时域分析，第4章为根轨迹技术，第5章为线性定常系统的频域分析法，第6章为控制系统的校正设计，第7章为状态变量系统分析与设计，第8章为数字控制系统，第9章为自动控制系统设计实例。 本书以培养应用型、研究型人才为主线，通过新颖且充满挑战性的问题，让学生在寻找问题答案的过程中，充分体会发现的乐趣。本书强调以人为本的思想，每章介绍一位与信息自动化学科有关的国际知名学者，同时介绍信息学科某个专业的主要内容和就业方向，正确引导学生了解信息学科各专业的培养目标及相互联系。 本书可作为高等学校自动化类、电气工程类、电子信息类专业的教材，也可作为人工智能、机械、化工、航空航天等相关专业的教材，还可作为相关工程技术人员的参考书。
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| 關於作者： |
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闵虎，男，中山大学数据科院与计算机学院教授，广东省自动化学会常务理事，广东省电子信息工程人才培养教学团队负责人，应用型IT卓越工程师人才培养模式创新实验区负责人。
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| 目錄：
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目 录第1章 绪论0011.1 引言0021.2 自动控制的定义和历史回顾0021.3 自动控制系统举例及术语定义0041.3.1 液位控制系统0041.3.2 温度控制系统0051.3.3 自动控制系统术语定义0051.4 自动控制系统的基本控制方式0061.4.1 开环控制0061.4.2 闭环控制0071.4.3 复合控制0071.5 自动控制系统的分类0081.6 自动控制系统的基本要求0101.7 自动控制系统课程的性质和内容010小结011关键术语和概念011拓展您的事业——电子学012习题1012第2章 控制系统的数学模型0152.1 引言0162.2 控制系统的时域数学模型0162.2.1 微分方程与状态变量数学模型0162.2.2 线性定常微分方程的解0232.2.3 非线性系统的线性化0232.2.4 运动的模态0262.3 控制系统的复数域数学模型0272.3.1 传递函数的定义和性质0272.3.2 传递函数的零点和极点0282.3.3 传递函数用于分析控制系统的性能0282.3.4 传递函数数学模型建立举例0302.4 控制系统的方框图与信号流图0322.4.1 控制系统的方框图0322.4.2 方框图的等效变换和简化0352.4.3 信号流图0372.4.4 多输入系统的传递函数0392.5 输入/输出数学模型与状态变量数学模型之间的关系0402.5.1 由输入/输出数学模型转换为状态变量数学模型0402.5.2 由状态变量数学模型转换为输入/输出数学模型0452.5.3 线性定常系统在坐标变换下的特性0452.6 数学模型的实验测定法0482.6.1 数学模型实验测定的主要方法0482.6.2 数学模型的工程辨识0492.7 MATLAB软件用于控制系统数学模型建立与仿真049小结053关键术语和概念054拓展您的事业——电气工程学科054习题 2055第3章 控制系统时域分析0583.1 引言0593.1.1 典型输入信号0593.1.2 时域性能指标0603.2 几种控制系统的时域分析0613.2.1 一阶系统的时域分析0613.2.2 典型二阶系统的时域分析0633.2.3 高阶系统的时域分析0723.2.4 MATLAB软件分析控制系统时域响应0743.3 线性定常系统的稳定性分析0783.3.1 稳定性的定义及线性定常系统稳定的充分必要条件0783.3.2 劳斯-赫尔维茨判据0813.3.3 劳斯-赫尔维茨判据的应用0843.4 控制系统的稳态误差分析0853.4.1 误差定义及稳态误差0853.4.2 稳态误差的计算0863.4.3 扰动作用下的稳态误差0903.4.4 减小或消除稳态误差的措施093小结095关键术语和概念096拓展您的事业——自动化学科097习题3097第4章 根轨迹技术1034.1 引言1044.1.1 根轨迹的基本概念1044.1.2 根轨迹方程1054.2 根轨迹绘制的基本法则1064.3 广义根轨迹1194.3.1 参数根轨迹1204.3.2 正反馈系统或非最小相位系统的根轨迹1244.4 时滞系统的根轨迹1264.5 根轨迹法在控制系统中的应用130小结133关键术语和概念134拓展您的事业——计算机学科134习题4135第5章 线性定常系统的频域分析法1395.1 引言1405.1.1 频率特性的基本概念与定义1405.1.2 频率特性的几何表示法1425.2 典型环节频率特性曲线的绘制1445.3 系统的开环频率特性1515.3.1 开环奈奎斯特图的绘制1515.3.2 开环伯德图的绘制1555.3.3 传递函数的频域实验确定1595.4 线性定常系统频域稳定判据1615.4.1 奈奎斯特稳定判据的数学基础1615.4.2 奈奎斯特稳定判据1625.4.3 对数频率稳定判据1695.5 稳定裕度1725.6 闭环系统的频率响应1775.6.1 闭环系统的频域性能指标1785.6.2 典型二阶系统的频域性能指标1795.6.3 确定闭环频率特性的图解法：尼科尔斯图法1805.6.4 频域性能指标和时域性能指标的转换1855.7 MATLAB软件在系统频域分析中的应用188小结190关键术语和概念191拓展您的事业——通信系统学科192习题5192第6章 控制系统的校正设计1956.1 引言1966.1.1 控制系统的分析与设计1966.1.2 不同校正方法的性能指标1976.1.3 基本校正方式1986.2 控制器的基本控制规律1996.2.1 比例控制规律1996.2.2 积分控制规律2006.2.3 比例积分控制规律2026.2.4 比例微分控制规律2036.2.5 比例积分微分控制规律2046.2.6 局部速度反馈控制规律2056.3 常用的校正装置及其特性2066.3.1 无源校正网络2076.3.2 自动化仪表中的PID控制器2096.4 根轨迹法在控制系统校正设计中的应用2106.4.1 超前串级校正2106.4.2 滞后串级校正2156.4.3 串级PID校正2176.4.4 局部反馈校正2186.5 伯德图频域法在控制系统校正设计中的应用2266.5.1 超前串级校正2266.5.2 滞后串级校正2306.5.3 滞后超前校正2336.5.4 串级校正的预期开环频率特性设计2356.6 工业过程控制中PID控制器参数的工程整定2406.6.1 飞升曲线法2416.6.2 临界比例度法2426.7 复合校正控制系统设计2446.7.1 按扰动补偿的复合控制2446.7.2 按输入补偿的复合控制2456.8 实用的PID控制器结构与健壮控制问题2476.8.1 理想的PID控制器2476.8.2 实用的PID控制器2486.8.3 二自由度比例积分微分控制问题2496.8.4 健壮控制系统的设计2516.9 MATLAB软件在控制系统设计中的应用2616.9.1 用MATLAB软件与频域法设计控制系统2616.9.2 用MATLAB软件与根轨迹法设计控制系统263小结268关键术语和概念268拓展您的事业——电子仪器学科269习题6269第7章 状态变量系统分析与设计2737.1 引言2747.2 线性定常系统的时域响应2747.2.1 线性定常系统齐次状态方程的解与状态转移矩阵2747.2.2 状态转移矩阵的性质和意义2767.2.3 线性定常系统非齐次状态方程的解2777.3 连续系统的李雅普诺夫稳定性分析2817.3.1 李雅普诺夫稳定性概念2817.3.2 李雅普诺夫稳定性理论2837.3.3 线性定常系统的李雅普诺夫稳定性分析2897.3.4 非线性系统的李雅普诺夫稳定性分析——克拉索夫斯基法2907.3.5 李雅普诺夫第二法的其他应用2937.4 控制系统的可控性和可观测性2967.4.1 可控性和可观测性的定义2977.4.2 线性定常系统的可控性判据2987.4.3 线性定常连续系统的可观测性判据3037.4.4 线性系统可控性与可观测性的对偶关系3057.4.5 控制系统的结构分解3057.5 线性定常系统的极点配置设计3127.5.1 状态反馈和输出反馈的概念3127.5.2 状态变量闭环控制系统的极点配置设计3147.5.3 基于状态观测器的控制系统设计329小结335关键术语和概念335拓展您的事业——科学研究与信息工程教育事业336习题 7337第8章 数字控制系统3408.1 引言3418.1.1 采样控制过程3418.1.2 数字控制系统的组成3438.2 信号的采样与保持3438.2.1 采样过程3438.2.2 采样过程的数学描述3448.2.3 香农采样定理3468.2.4 采样周期的选取3468.2.5 信号保持3478.3 Z变换理论3498.3.1 Z变换的定义3498.3.2 Z变换的方法3498.3.3 Z变换的基本定理3528.3.4 Z反变换3548.4 离散系统的数学模型3568.4.1 线性定常离散系统差分方程及其解法3568.4.2 脉冲传递函数3588.4.3 开环系统脉冲传递函数3598.4.4 闭环系统脉冲传递函数3618.5 线性定常离散系统的稳定性3638.5.1 线性定常离散系统稳定的充要条件3638.5.2 线性定常离散系统的稳定性判据3658.6 离散系统的稳态误差3668.7 离散系统的动态性能分析3678.8 数字控制器的设计3708.8.1 模拟化设计方法3708.8.2 数字化设计方法3718.9 MATLAB在数字控制系统中的应用3748.9.1 用MATLAB软件实现Z变换和Z反变换3748.9.2 连续系统模型与离散系统模型的转换3778.9.3 基于MATLAB软件的线性定常数字控制系统的稳定性分析3788.9.4 基于MATLAB软件的数字控制系统的时域分析380小结385关键术语和概念386拓展您的事业——软件工程学科386习题8387第9章 自动控制系统设计实例3909.1 引言3919.2 温度控制器的设计与实现3919.2.1 温度控制系统分析3919.2.2 温度控制系统硬件设计3959.2.3 温度控制系统性能测试3989.3 倒立摆控制系统设计与实现4019.3.1 倒立摆控制系统数学模型的建立4029.3.2 倒立摆控制系统硬件设计4059.3.3 倒立摆控制系统算法仿真4099.3.4 倒立摆控制系统实现418小结420关键术语和概念420拓展您的事业——航空航天技术421附录A 拉普拉斯变换422附录B 李雅普诺夫主稳定性定理的证明431附录C 常用Z变换表434参考文献435
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