自动控制原理 本书特色
《自动控制原理》是为了适应应用型高等院校工程教育改革而编写的控制类课程基础教材，主要介绍了经典控制理论的基本内容、控制系统的分析方法及系统校正设计方法。在讲解控制理论基础知识的同时，介绍了一些典型的控制系统，有利于读者更好地掌握经典控制理论的内容。全书共分7章，包括绪论、控制系统的数学模型、控制系统的时域分析、根轨迹法、频域分析法、控制系统的校正方法、非线性系统分析。为了能够使学生更有效地进行控制理论的学习和应用，《自动控制原理》在相关章节加入了基于MATLAB的计算机辅助分析和设计的内容。每章配有相应的习题。
《自动控制原理》可作为高等院校自动化、电气工程及其自动化、测控技术及仪器、电子信息工程、机械、动力等专业的教科书，也可作为从事自动控制类的工程技术人员的参考用书。
自动控制原理 内容简介
本书从实际用的角度出发, 系统阐述了自动控制理论的基本分析方法。第1章深入浅出地介绍了自动控应制原理的基本概念、基本分类及自动控制理论的发展史。第2章以机械、电气等系统的实际对象为例, 介绍了控制系统的数学建模方法。第3章讨论了二阶系统的时域响应和相应的性能指标, 以及用于稳定性分析的劳斯判据 ; 第4章介绍了根轨迹的原理、作图方法和基于根轨迹的系统分析 ; 第5章介绍了控制系统分析的频域方法, 讨论了基于奈奎斯特图和对数坐标的频率特性图的绘制方法及其在系统性能分析和稳定性分析中的应用 ; 第6章针对单输入单输出线性定常系统, 介绍基于频域方法的控制系统校正和设计方法。第7章主要讨论描述函数法、相平面法等常用的非线性系统分析方法。
自动控制原理 目录
1 绪论
1．1 自动控制理论及应用
1．2 自动控制理论的基本内容
1．3 自动控制系统的分类
1．3．1 按信号传递路径分类
1．3．2 按控制作用的特点分类
1．3．3 控制系统的其他类型
1．4 自动控制系统的基本组成
1．5 自动控制系统的基本要求
小结
习题
2 控制系统的数学模型
2．1 系统动态微分方程模型
2．2 非线性数学模型的线性化
2．3 传递函数
2．3．1 传递函数的定义
2．3．2 传递函数的性质
2．3．3 传递函数的求取
2．3．4 典型环节的传递函数
2．3．5 控制系统的传递函数
2．4 系统结构图及其等效变换
2．4．1 动态结构图的概念
2．4．2 动态结构图的绘制
2．4．3 动态结构图的等效变换
2．5 信号流图与梅逊公式
2．5．1 信号流图的组成要素及其术语
2．5．2 信号流图的绘制
2．5．3 梅逊（Mason）公式
2．6 在MATLAB中系统数学模型的表示
2．6．1 传递函数模型
2．6．2 零极点增益（ZPK）模型
2．6．3 系统数学模型之间的转换
2．6．4 系统的连接
小结
习题
3 线性系统的时域分析法
3．1 典型输入信号和时域性能指标
3．1．1 典型输入信号
3．1．2 时域性能指标
3．2 一阶系统的时域分析
3．2．1 一阶系统的结构图和数学模型
3．2．2 一阶系统的单位阶跃响应
3．2．3 一阶系统的单位斜坡响应
3．2．4 一阶系统的单位脉冲响应
3．3 二阶系统的时域分析
3．3．1 二阶系统的结构图和数学模型
3．3．2 二阶系统的单位阶跃响应
3．3．3 二阶系统的动态性能指标
3．4 高阶系统的时域分析
3．4．1 高阶系统的瞬态响应
3．4．2 闭环主导极点
3．5 线性系统的稳定性分析
3．5．1 稳定性的概念
3．5．2 线性系统稳定的充要条件
3．5．3 劳斯判据
3．5．4 控制系统的相对稳定性
3．6 线性系统的稳态性能分析
3．6．1 稳态误差定义
3．6．2 控制系统的类型
3．6．3 给定稳态误差的计算
3．6．4 扰动稳态误差的计算
3．7 提高系统性能的方法
3．7．1 比例（P）控制
3．7．2 积分（I）控制
3．7．3 比例加积分（PI）控制
3．7．4 比例加微分（PD）控制
3．7．5 比例加积分加微分（PID）控制
3．8 用MATLAB进行线性系统的时域分析
3．8．1 应用MATLAB分析系统的稳定性
3．8．2 应用MATLAB进行部分分式展开
3．8．3 应用MATLAB分析系统的动态特性
3．8．4 用ltiview获得响应曲线和性能指标
小结
习题
4 线性系统的根轨迹法
4．1 根轨迹的基本概念
4．1．1 根轨迹图
4．1．2 根轨迹的幅值条件和相角条件
4．2 绘制根轨迹的规则和方法
4．3 广义根轨迹
4．3．1 广义根轨迹的绘制
4．3．2 多回路系统的根轨迹绘制
4．3．3 正反馈回路的根轨迹
4．4 根轨迹的应用
4．4．1 分析系统的性能
4．4．2 闭环零、极点位置与系统瞬态响应的关系
4．4．3 增加开环零点、开环极点对根轨迹的影响
4．5 应用MATLAB进行根轨迹分析
4．5．1 绘制基本根轨迹图
4．5．2 根轨迹分析系统性能
小结
习题
5 控制系统的频率特性法
5．1 频率特性的基本概念
5．1．1 频率特性的定义
5．1．2 频率特性的性质
5．1．3 频率特性的表示方法
5．2 幅相频率特性曲线（极坐标图）的绘制
5．2．1 典型环节频率特性的极坐标图
5．2．2 系统开环幅相曲线（极坐标图）的绘制
5．2．3 开环幅相曲线的一般绘制规则
5．3 对数频率特性曲线
5．3．1 典型环节的对数频率特性图
5．3．2 开环对数频率特性的绘制
5．3．3 小相位系统
5．3．4 从伯德图求开环传递函数
5．4 奈奎斯特（Nyquist）稳定判据
5．4．1 幅角原理
5．4．2 奈奎斯特稳定判据
5．4．3 奈奎斯特稳定判据在伯德图上的应用
5．5 稳定裕度
5．6 开环频率特性与系统性能指标的关系
5．6．1 闭环频率特性及其性能指标
5．6．2 控制系统频域指标与时域指标的关系
5．6．3 开环对数幅频特性与系统动态性能的关系
5．7 用MATLAB进行频域分析
小结
习题
6 控制系统的校正方法
6．1 前言
6．2 系统校正的基本概念
6．2．1 性能指标
6．2．2 校正方式
6．2．3 校正装置的设计方法
6．3 串联校正
6．3．1 超前校正
6．3．2 滞后校正
6．3．3 滞后-超前校正
6．3．4 超前、滞后和滞后-超前校正的比较
6．3．5 串联校正的期望对数频率特性设计法
6．3．6 串联工程设计法
6．4 反馈校正
6．5 基于MATLAB的校正装置频域设计
小结
习题
7 非线性控制系统分析
7．1 非线性控制系统的基本概念和特点
7．1．1 典型非线性环节
7．1．2 非线性系统的特点
7．1．3 非线性系统的研究方法
7．2 描述函数法
7．2．1 描述函数的基本思想与应用前提
7．2．2 描述函数的定义
7．2．3 典型非线性特性的描述函数
7．2．4 组合非线性环节的描述函数
7．2．5 基于描述函数的非线性系统稳定性分析
7．2．6 非线性系统存在周期运动时的稳定性分析
7．3 相平面法
7．3．1 基本概念
7．3．2 相平面图绘制方法
7．3．3 相平面、相轨迹的特点
7．3．4 线性系统基本的相轨迹
7．3．5 非线性系统的相平面分析
7．3．6 非线性系统相平面分区线性化方法
7．4 用MATLAB进行非线性控制系统分析
7．4．1 非线性系统的线性化
7．4．2 直接求解非线性微分方程
7．4．3 运用Simulink分析非线性系统时域响应
小结
习题
附录A 拉普拉斯变换
A．1 拉氏变换的概念
A．1．1 拉氏变换的定义式
A．1．2 常用函数的拉氏变换
A．2 拉氏变换的性质
A．2．1 线性性质
A．2．2 微分性质
A．2．3 积分性质
A．2．4 位移性质
A．2．5 延迟性质
A．2．6 相似性质
A．2．7 初值定理
A．2．8 终值定理
A．3 拉氏反变换
A．3．1 F（s）的所有极点都是不相等的实数
A．3．2 F（s）的极点包含有共轭复数
A．3．3 F（s）的极点包含有相等的实数
附录B 常用函数的拉普拉斯变换
参考文献
