自動控制原理及其應(yīng)用

前言

隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，自動控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域曰益廣闊。它不僅大量應(yīng)用于空間科技、冶金、輕工、機電工程以及交通管理、環(huán)境保護等領(lǐng)域，而且正不斷向生物、人類社會等其他領(lǐng)域滲透。自動控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不但使得生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動化，大大提高了勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，改善了勞動條件；同時，在人類征服大自然，改善居住、生活條件等方面也發(fā)揮了非常重要的作用。自動控制技術(shù)是一門理論性較強的科學技術(shù)，其研究對象為自動控制系統(tǒng)。分析和設(shè)計自動控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)就是自動控制原理。自動控制原理大致可分為經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論?；诤罄m(xù)課程和工程實際的需要，本書主要介紹經(jīng)典控制理論的基本概念、基本原理和工程中應(yīng)用最廣的兩種基本方法：時域分析法和頻率特性法。同時，結(jié)合工程實際，介紹了自動控制系統(tǒng)的校正和設(shè)計方法以及采樣控制系統(tǒng)的分析方法。本書的主要特點是：緊密結(jié)合后續(xù)“自動控制系統(tǒng)”課程，舉出工程實例，使讀者明了怎樣運用所學理論于工程實際；著重物理概念的闡述，盡量避免冗長繁瑣的數(shù)學推導，力求深入淺出，方便自學；由于課時有限，在內(nèi)容的安排上不求全面，只求符合工程實際需要。本書由南京工程學院黃堅任主編，并編寫了絕大部分章節(jié)，宋麗蓉任副主編。本書由浙江大學鄒伯敏教授主審。無錫江南學院燕慶明教授，上海冶金高等專科學校錢平副教授對本書的編寫提出了非常寶貴的意見。特別要感謝的是鄒伯敏教授，他花費了許多寶貴的時間，對本書作了極為仔細的審閱，提出了許多指導性的意見。另外，也要感謝本書的編輯韓穎同志，她為本書的出版花費了不少心血。在此，向所有為本書的出版給予幫助的同志致以深切的謝意。

內(nèi)容概要

本書是教育部高職高專規(guī)劃教材。    全書介紹了經(jīng)典控制理論的基本概念、基本理論和基本分析方法。主要內(nèi)容有：控制系統(tǒng)的數(shù)學模型、時域分析法、頻率特性法、控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計、采樣控制系統(tǒng)分析等。各章除有小結(jié)和習題外，大多配有實例。    全書強調(diào)理論的工程應(yīng)用。將電力拖動自動控制系統(tǒng)的工程設(shè)計和分析方法作為自控原理的自然延伸，使二者有機地結(jié)合起來。全書力求突出物理概念，盡量減少繁瑣的數(shù)學推導，敘述深入淺出，通俗易懂，具有一定的特色。    本書適用于高職、高專、成人高校以及本科院校舉辦的二級職業(yè)技術(shù)學院電氣、自動化及機電類專業(yè)，也可供有關(guān)專業(yè)的師生和從事自動化的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章 概述  第一節(jié) 自動控制與自動控制系統(tǒng)  第二節(jié) 自動控制系統(tǒng)的分類  第三節(jié) 對控制系統(tǒng)性能的要求  第四節(jié) 自動控制理論發(fā)展簡述  小結(jié)  習題 第二章 自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型  第一節(jié) 控制系統(tǒng)的微分方程   第二節(jié) 傳遞函數(shù)  第三節(jié) 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖  第四節(jié) 反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)  第五節(jié) 控制系統(tǒng)數(shù)學模型的建立與化簡舉例  小結(jié)  習題第三章 時域分析法  第一節(jié) 系統(tǒng)性能指標及動太性能分析　第二節(jié) 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析  第三節(jié) 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析  第四節(jié) 用時域法分析系統(tǒng)性能舉例  小結(jié)  習題第四章 頻率特性法  第一節(jié) 頻率特性的基本概念  第二節(jié) 典型環(huán)節(jié)與系統(tǒng)的頻率特性  第三節(jié) 用頻率特性法分析系統(tǒng)穩(wěn)定性  第四節(jié) 開環(huán)頻率特性與閉環(huán)系統(tǒng)性能的關(guān)系  第五節(jié) 閉環(huán)頻率特性與時域指標的關(guān)系  第六節(jié) 用頻率特性法分析系統(tǒng)性能舉例  小結(jié)  習題第五章 控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計  第一節(jié) 系統(tǒng)校正的一般方法  第二節(jié) 控制系統(tǒng)的工程設(shè)計方法  第三節(jié) 控制系統(tǒng)的設(shè)計舉例  小結(jié)  習題第六章 采樣控制系統(tǒng)分析  第一節(jié) 采樣控制系統(tǒng)的基本概念  第二節(jié) 采樣控制系統(tǒng)的數(shù)學基礎(chǔ)  第三節(jié) 采樣控制系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)  第四節(jié) 采樣控制系統(tǒng)的動態(tài)性能分析  第五節(jié) 采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析  第六節(jié) 采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定誤差分析  小結(jié)  習題附錄 常用函數(shù)的拉氏變換與Z變換對照表參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第一章概述本章將簡要介紹有關(guān)自動控制的一般概念、自動控制系統(tǒng)的組成和分類、對控制系統(tǒng)的基本要求以及有關(guān)自動控制理論的基本情況。第一節(jié)自動控制與自動控制系統(tǒng)一、自動控制的基本概念在現(xiàn)代科學技術(shù)的許多領(lǐng)域中，自動控制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。所謂自動控制，是指在無人直接參與的情況下，利用控制裝置操縱受控對象，使被控量等于給定值或按輸入信號的變化規(guī)律去變化，如圖1～1所示。圖中，由控制器與檢測元件所組成的控制裝置以及受控對象為物理裝置，而給定值和被控量均為一定形式的物理量。下面舉例加以說明。例1—1水溫控制系統(tǒng)見圖1～2。這里受控對象為水箱，具體地說，是水箱中的水?？刂蒲b置包括熱敏元件（用于測量水溫）、控制器（它的輸入為給定值與測量值之差，輸出為閥門開度的控制量）和閥門（作用為執(zhí)行控制器發(fā)出的控制命令）。被控量為水溫，它是表征受控對象物理特征的物理量。而給定值為要求達到的水溫值，它可以是與該水溫值對應(yīng)的不同形式的物理量。

編輯推薦

《自動控制原理及其應(yīng)用》為教育部高職高專規(guī)劃教材之一。

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