自動(dòng)控制原理

內(nèi)容概要

　　這是一套改革傳統(tǒng)體系、將控制理論的兩部分基礎(chǔ)內(nèi)容：經(jīng)典控制理 論與現(xiàn)代控制理論（即狀態(tài)空間法基礎(chǔ)）有機(jī)結(jié)合而編寫的具有鮮明特色的 新體系教材。全書從現(xiàn)代控制系統(tǒng)的本質(zhì)特征（即必須在干擾和不確定性條 件下可靠和有效地工作）出發(fā)展開討論，不僅定性而且定量地分析反饋控制 的作用并闡明自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成原理和構(gòu)建高精度控制系統(tǒng)的基本 思路，規(guī)范線性定常（連續(xù)與離散、單變量與多變量）系統(tǒng)的零極點(diǎn)的定義 ，建立統(tǒng)一的線性定常（連續(xù)與離散）系統(tǒng)理論框架和線性系統(tǒng)“經(jīng)典”與 “現(xiàn)代”控制理論有機(jī)結(jié)合的新體系。使讀者在對(duì)比中認(rèn)識(shí)“經(jīng)典”與“ 現(xiàn)代”控制理論，用統(tǒng)一的觀點(diǎn)建立對(duì)控制理論基礎(chǔ)知識(shí)的總體概念，在 統(tǒng)一的理論框架下以現(xiàn)代控制科學(xué)的觀點(diǎn)和新的視角審視、理解和闡述經(jīng) 典控制理論的有關(guān)內(nèi)容并將線性離散系統(tǒng)理論放在主要地位來(lái)介紹，而在 具體內(nèi)容和方法上仍保持“經(jīng)典”與“現(xiàn)代”控制理論的各自表達(dá)方式和 系統(tǒng)性。在內(nèi)容的組織上注重理論上的基礎(chǔ)性和工程上的實(shí)用性，強(qiáng)調(diào)理 論聯(lián)系實(shí)際和系統(tǒng)優(yōu)化意識(shí)，引入國(guó)際流行的MATLAB／Simulink軟件進(jìn)行 控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，并增大教材的靈活性和可用性以滿足不同層次、 不同要求教學(xué)和讀者自學(xué)的需要。該教材符合國(guó)際控制理論教材發(fā)展趨勢(shì) ，體系新穎、內(nèi)容系統(tǒng)、分析詳盡、例題豐富，例題數(shù)量比第一版增加了 一倍多，達(dá)370多道，可為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、能力培養(yǎng)和個(gè)性發(fā)展以及在職 人員的自學(xué)創(chuàng)造條件，并為教師實(shí)施因材施教、按需組織教學(xué)提供靈活選 擇空間。　　全書分上、下兩冊(cè)。上冊(cè)以經(jīng)典控制理論為主，內(nèi)容包括：緒論、控 制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述、線性控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析、根軌跡法和頻率響應(yīng)分析 法；下冊(cè)以現(xiàn)代控制理論為主，內(nèi)容包括：頻率響應(yīng)綜合法、線性系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)分析、線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間綜合法、線性離散控制系統(tǒng)和非線性 控制系統(tǒng)?！　　镀胀ǜ叩冉逃晃鍑?guó)家級(jí)規(guī)劃教材：自動(dòng)控制原理（下冊(cè)）（第2版）》可作為自動(dòng)化類專業(yè)本科生的教材和在職人員的自學(xué)用書，也可作為相關(guān)專業(yè)的研究生教材以及有關(guān)教師和工程技術(shù)人員的參考書。

作者簡(jiǎn)介

　　福建永春縣人。1958年畢業(yè)于浙江大學(xué)電機(jī)工程系。現(xiàn)為四川大學(xué)自動(dòng)化系教授，四川省自動(dòng)化與儀器儀表學(xué)會(huì)榮譽(yù)理事，國(guó)務(wù)院特殊津貼獲得者。在教學(xué)研究方面，積極改革“自動(dòng)控制理論”傳統(tǒng)的教學(xué)體系，探索和構(gòu)建將其兩部分基礎(chǔ)內(nèi)容——線性系統(tǒng)的經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論（即狀態(tài)空間法基礎(chǔ)）有機(jī)結(jié)合的新體系。1991年出版新體系教材《自動(dòng)控制原理》（上、下冊(cè)），1996年該書獲得第三屆全國(guó)普通高校工科電子類專業(yè)優(yōu)秀教材獎(jiǎng)。在世紀(jì)之交，承擔(dān)多項(xiàng)四川省教學(xué)改革與研究項(xiàng)目，在國(guó)內(nèi)外會(huì)議和刊物上發(fā)表有關(guān)新體系論文10余篇，其中五次（1998、1992、1994、2007年和2009年）在全國(guó)自動(dòng)化教育學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表的新體系論文均被評(píng)為大會(huì)優(yōu)秀論文。

書籍目錄

第6章　頻率響應(yīng)綜合法6.1　引言6.2　回路整形與系統(tǒng)的希望開環(huán)頻率特性6.2.1　回路整形法6.2.2　系統(tǒng)的希望開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線特性6.3　串聯(lián)校正的綜合6.3.1　串聯(lián)超前校正的綜合6.3.2　串聯(lián)遲后校正的綜合6.3.3　串聯(lián)遲后一超前校正的綜合6.3.4　應(yīng)用Simulink進(jìn)行控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)6.4　串聯(lián)校正的工程設(shè)計(jì)與PID控制器參數(shù)的工程整定方法6.4.1　二階“最佳”與三階“最佳”的工程設(shè)計(jì)法6.4.2　PID控制器參數(shù)的工程整定法6.5　反饋校正的綜合6.5.1　反饋校正的作用6.5.2　反饋校正的綜合方法6.6　復(fù)合校正的綜合6.6.1　按擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合校正的綜合6.6.2　按輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合校正的綜合小結(jié)典型例題分析習(xí)題第7章　線性系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析7.1　引言7.2　狀態(tài)可控性與狀態(tài)可觀測(cè)性的定義7.2.1　狀態(tài)可控性的定義7.2.2　狀態(tài)可觀測(cè)性的定義7.3　線性連續(xù)系統(tǒng)的可控性判據(jù)7.3.1　線性定常系統(tǒng)的可控性判據(jù)7.3.2　線性時(shí)變系統(tǒng)的可控性判據(jù)7.3.3　線性定常系統(tǒng)的輸出可控性7.4　線性連續(xù)系統(tǒng)的可觀測(cè)性判據(jù)與對(duì)偶性原理7.4.1　線性時(shí)變系統(tǒng)的可觀測(cè)性判據(jù)7.4.2　對(duì)偶性原理7.4.3　線性定常系統(tǒng)的可觀測(cè)性判據(jù)7.5　線性變換與規(guī)范形7.5.1　線性變換7.5.2　線性定常系統(tǒng)在線性變換下的特性7.5.3　線性單變量系統(tǒng)的可控規(guī)范形與可觀測(cè)規(guī)范形7.6　應(yīng)用MATLAB進(jìn)行線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析和求規(guī)范形7.6.1　應(yīng)用MATLAB分析線性系統(tǒng)的可控性與可觀測(cè)性7.6.2　應(yīng)用MATLAB求線性系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式的規(guī)范形7.7　線性定常系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解7.7.1　狀態(tài)可控性與狀態(tài)可觀測(cè)性的基本屬性7.7.2　線性定常系統(tǒng)按可控性的結(jié)構(gòu)分解7.7.3　線性定常系統(tǒng)按可觀測(cè)性的結(jié)構(gòu)分解7.7.4　線性定常系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的規(guī)范分解7.8　線性系統(tǒng)“經(jīng)典”與“現(xiàn)代”控制理論之間的基本結(jié)構(gòu)關(guān)系7.8.1　線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（陣）描述與狀態(tài)空間描述之間的關(guān)系7.8.2　線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（陣）零極點(diǎn)與系統(tǒng)零極點(diǎn)之間的關(guān)系7.9　傳遞函數(shù)矩陣的狀態(tài)空間實(shí)現(xiàn)7.9.1　實(shí)現(xiàn)與最小實(shí)現(xiàn)7.9.2　實(shí)現(xiàn)的基本形式小結(jié)典型例題分析習(xí)題第8章　線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間綜合法8.1　引言8.2　狀態(tài)反饋與輸出反饋8.3　閉環(huán)系統(tǒng)的極點(diǎn)配置8.3.1　極點(diǎn)配置定理8.3.2　極點(diǎn)配置算法8.3.3　應(yīng)用MATLAB求解極點(diǎn)配置問(wèn)題8.3.4　控制系統(tǒng)的鎮(zhèn)定問(wèn)題8.4　李雅普諾夫第二方法與線性二次型最優(yōu)控制8.4.1　李雅普諾夫第二方法的主要定理8.4.2　李雅普諾夫第二方法在線性定常系統(tǒng)綜合中的應(yīng)用8.4.3　動(dòng)態(tài)系統(tǒng)最優(yōu)控制的基本概念8.4.4　線性系統(tǒng)二次型性能指標(biāo)的最優(yōu)控制8.4.5　應(yīng)用MATLAB進(jìn)行求解8.5　狀態(tài)觀測(cè)器8.5.1　全維狀態(tài)觀測(cè)器8.5.2　降維狀態(tài)觀測(cè)器8.6　帶觀測(cè)器的狀態(tài)反饋控制系統(tǒng)8.6.1　閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與分離性原理8.6.2　帶觀測(cè)器的狀態(tài)反饋系統(tǒng)的基本特性8.7　魯棒控制系統(tǒng)8.7.1　魯棒性與魯棒控制的基本概念8.7.2　最優(yōu)定常調(diào)節(jié)系統(tǒng)的魯棒性小結(jié)典型例題分析習(xí)題第9章　線性離散控制系統(tǒng)9.1　引言9.2　信號(hào)的采樣與保持9.2.1　采樣過(guò)程與采樣定理9.2.2　保持器9.3　Z變換與線性差分方程的求解9.3.1　線性常系數(shù)差分方程9.3.2　Z變換9.3.3　應(yīng)用Z變換法求解線性差分方程9.4　線性離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述9.4.1　輸入輸出描述與狀態(tài)空間描述9.4.2　脈沖傳遞函數(shù)9.4.3　脈沖傳遞函數(shù)（陣）描述與狀態(tài)空間描述之間的相互轉(zhuǎn)換9.5　線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析9.5.1　S平面與Z平面的映射關(guān)系9.5.2　線性定常離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件9.5.3　線性離散系統(tǒng)的代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)9.6　線性離散系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)特性分析9.6.1　系統(tǒng)暫態(tài)特性與極點(diǎn)分布之間的關(guān)系9.6.2　線性離散系統(tǒng)的根軌跡法9.6.3　線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差9.6.4　應(yīng)用MATLAB進(jìn)行離散系統(tǒng)分析9.7　線性離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng)法9.7.1　線性離散系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性9.7.2　雙線性變換與伯德圖法9.8　離散控制系統(tǒng)的綜合9.8.1　等效模擬控制器綜合法與數(shù)字PID控制器9.8.2　數(shù)字控制器直接綜合法9.8.3　數(shù)字控制器解析綜合法9.9　線性離散系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析9.9.1　線性離散系統(tǒng)的可控性與可達(dá)性9.9.2　線性離散系統(tǒng)的可觀測(cè)性與對(duì)偶性原理9.9.3　線性連續(xù)系統(tǒng)離散化后保持可達(dá)和可觀測(cè)的條件9.9.4　線性定常離散系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解9.9.5　離散系統(tǒng)“經(jīng)典”與“現(xiàn)代”控制理論之間的基本結(jié)構(gòu)關(guān)系小結(jié)典型例題分析習(xí)題第10章　非線性控制系統(tǒng)10.1　引言10.1.1　非線性控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)10.1.2　典型的非線性特性10.2　描述函數(shù)法10.2.1　描述函數(shù)法的基本概念10.2.2　描述函數(shù)的計(jì)算10.2.3　非線性控制系統(tǒng)的描述函數(shù)分析10.2.4　應(yīng)用MATLAB進(jìn)行描述函數(shù)分析10.3　相平面法10.3.1　相平面法的基本概念10.3.2　相平面圖的繪制方法10.3.3　由相平面圖求系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間響應(yīng)10.3.4　奇點(diǎn)與極限環(huán)10.3.5　線性控制系統(tǒng)的相平面分析10.3.6　非線性控制系統(tǒng)的相平面分析10.4　李雅普諾夫穩(wěn)定性分析法10.4.1　克拉索夫斯基方法10.4.2　變量梯度法10.5　非線性系統(tǒng)校正與利用非線性特性改善控制系統(tǒng)性能10.5.1　非線性系統(tǒng)校正10.5.2　利用非線性特性改善控制系統(tǒng)性能小結(jié)典型例題分析習(xí)題附錄A　線性代數(shù)概述附錄B　下冊(cè)部分習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

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