線性控制系統(tǒng)工程

內(nèi)容概要

本書的定位是要為機(jī)械工程、電機(jī)工程、電子工程、計(jì)算機(jī)工程等非控制工程專業(yè)的本科生提供一本內(nèi)容適度、實(shí)用性強(qiáng)和學(xué)時(shí)較少的控制理論教材。內(nèi)容覆蓋了經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論的基礎(chǔ)部分，方法包括子頻率響應(yīng)法、根軌跡法和狀態(tài)空間法。本書已被美國多所知名大學(xué)采用作為電子工程等專業(yè)的本科層次的控制理論教材或主要教學(xué)參考書。    本書的主要特點(diǎn)是，從非控制工程專業(yè)本科生對(duì)控制理論的需求和教學(xué)學(xué)時(shí)相對(duì)要少的實(shí)情出發(fā)，在體系結(jié)構(gòu)和內(nèi)容安排上作了富有新意的改革。例如，破除章節(jié)式結(jié)構(gòu)、設(shè)立專題；破除按一個(gè)結(jié)論引入例子的慣例，增加自不同專業(yè)背景的研究案例。

書籍目錄

目  錄譯者序	前言	作者介紹	第1單元  反饋控制引論	  習(xí)題	第2單元  傳遞函數(shù)和方框圖代數(shù)	  1．傳遞函數(shù)	  2．方框圖代數(shù)	  習(xí)題	第3單元  一階系統(tǒng)	  1．脈沖響應(yīng)	  2．階躍響應(yīng)	  3．斜坡響應(yīng)	  4．諧波響應(yīng)	  5．一階反饋系統(tǒng)	  6．復(fù)平面表示法：極點(diǎn)和零點(diǎn)	  7．一階系統(tǒng)的極點(diǎn)和零點(diǎn)  8．主導(dǎo)極點(diǎn)	  習(xí)題	第4單元  二階系統(tǒng)	  1．二階電氣系統(tǒng)  2．階躍響應(yīng)	  習(xí)題	第5單元  二階系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)	  1．斜坡響應(yīng)	  2．諧波響應(yīng)	  3．系統(tǒng)極點(diǎn)和暫態(tài)響應(yīng)的關(guān)系	  4．時(shí)域性能指標(biāo)   習(xí)題	第6單元  二階系統(tǒng)：干擾抑制和速度反饋	  1．開環(huán)和閉環(huán)干擾抑制	  2．速度反饋的影響	  習(xí)題	第7單元  高階系統(tǒng)	  1．降為低階系統(tǒng)	  2．三階系統(tǒng)	  3．閉環(huán)零點(diǎn)的影響	  4．閉環(huán)零點(diǎn)的出現(xiàn)  習(xí)題第8單元  系統(tǒng)的型：穩(wěn)態(tài)誤差	  1．脈沖輸入	  2．階躍輸入	  3．斜坡輸入	  4．加速度輸入	  5．非單位反饋控制系統(tǒng)	  習(xí)題	第9單元  勞斯方法、根軌跡：幅值和相角方程	  1．勞斯穩(wěn)定判據(jù)	  2．根軌跡方法：幅值和相角方程	  習(xí)題	第10單元  畫根軌跡的規(guī)則	  習(xí)題	第11單元  應(yīng)用根軌跡設(shè)計(jì)系統(tǒng)  1．多環(huán)系統(tǒng)	  2．復(fù)平面上的系統(tǒng)設(shè)計(jì)	  3．性能要求描述為復(fù)平面上的約束	  4．穩(wěn)態(tài)誤差	  5．對(duì)應(yīng)"好"響應(yīng)的復(fù)平面上的期望區(qū)域	  習(xí)題	第12單元  頻率響應(yīng)和奈奎斯特圖	  1．頻率響應(yīng)	  2．由傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為奈奎斯特圖	  習(xí)題	第13單元  奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)	  1．保角映射：柯西定理	  2．用于穩(wěn)定性判定	  3．奈奎斯特穩(wěn)定性的一些說明	  4．奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的另一種方法	  習(xí)題	第14單元  奈奎斯特分析和相對(duì)穩(wěn)定性	  1．條件穩(wěn)定性	  2．增益裕度和相位裕度	  習(xí)題	第15單元  伯德圖	  1．簡(jiǎn)單傳遞函數(shù)的伯德圖	  2．復(fù)合傳遞函數(shù)的伯德圖	  3．各環(huán)節(jié)的伯德圖	  習(xí)題	第16單元  伯德分析、穩(wěn)定性、增益裕度和相位裕度	  1．條件穩(wěn)定	  2．伯德圖中的增益裕度和相位裕度	  3．系統(tǒng)的型和由伯德圖得出的穩(wěn)態(tài)誤差	  4．進(jìn)一步討論增益裕度和相位裕度	  習(xí)題	第17單元  由頻率響應(yīng)得到時(shí)域響應(yīng)	  1．由根軌跡得到伯德圖	  2．由開環(huán)相位裕度得到閉環(huán)時(shí)間響應(yīng)	  3．高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)	  習(xí)題	第18單元  頻域指標(biāo)和閉環(huán)頻率響應(yīng)	  1．頻域指標(biāo)	  2．由奈奎斯特圖得到閉環(huán)頻率響應(yīng)	  3．由伯德圖得到閉環(huán)頻率響應(yīng)	  4．由奈奎斯特圖得到期望Mp的增益	  5．由尼科爾斯圖得到期望Mp的增益	  6．非單位反饋增益系統(tǒng)	  習(xí)題	第19單元  相位超前校正	  1．多約束設(shè)計(jì)	  2．相位超前環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)	  3．相位超前校正過程	  4．相位超前校正的結(jié)果及適用性的評(píng)論	  習(xí)題	第20單元  相位滯后及超前-滯后校正	  1．相位滯后環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)	  2．相位滯后校正過程	  3．相位滯后校正的幾點(diǎn)說明  4．超前-滯后校正	  5．超前-滯后環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)	  6．超前-滯后校正過程	  習(xí)題	第21單元  多模態(tài)控制器	  1．比例控制	  2．比例積分控制	  3．比例微分控制	  4．比例積分微分控制	  習(xí)題	第22單元  狀態(tài)空間系統(tǒng)描述	  1．由傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間形式	  2．由狀態(tài)空間形式轉(zhuǎn)化為傳遞函數(shù)	  3．狀態(tài)變量的變換和系統(tǒng)特征向量的不變性	  4．標(biāo)準(zhǔn)形和解耦系統(tǒng)	  5．特征值和系統(tǒng)極點(diǎn)之間的關(guān)系	  習(xí)題	第23單元  狀態(tài)空間系統(tǒng)的響應(yīng)、能控性和能觀性	  1．狀態(tài)方程的直接數(shù)值解	  2．用狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣求解	  3．用拉普拉斯變換求解	  4．系統(tǒng)穩(wěn)定性	  5．能控性和能觀性	  習(xí)題	第24單元  狀態(tài)空間控制器的設(shè)計(jì)	  1．通過與特征方程比較來直接計(jì)算增益	  2．通過狀態(tài)方程的控制標(biāo)準(zhǔn)形實(shí)現(xiàn)極點(diǎn)配置	  3．通過阿克曼公式實(shí)現(xiàn)極點(diǎn)配置	  習(xí)題	第25單元  狀態(tài)空間觀測(cè)器的設(shè)計(jì)	  1．觀測(cè)器的合成	  2．校正器設(shè)計(jì)	  習(xí)題	第26單元  波浪能吸收裝置	第27單元  導(dǎo)彈姿態(tài)控制器	  1．模型的構(gòu)造	  2．方框圖表示	  3．多模態(tài)控制器設(shè)計(jì)	  4．狀態(tài)空間控制器的設(shè)計(jì)	第28單元  機(jī)械手設(shè)計(jì)	第29單元  抽水蓄能流量控制系統(tǒng)	第30單元  船舶操縱控制系統(tǒng)	第31單元  巡航導(dǎo)彈高度控制系統(tǒng)	第32單元  具有柔性的機(jī)床動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)	附錄A  復(fù)習(xí)拉普拉斯變換及其在求解微分方程中的應(yīng)用	  1．線性特性	  2 ．平移定理	  3．時(shí)間微分	  4．終值定理	  5．逆變換	  6．求解線性微分方程

章節(jié)摘錄

書摘“Linear Control Systems Engineering”是一本不可多得的好教材，內(nèi)容新穎，題材廣泛，結(jié)構(gòu)別具一格，分析透徹生動(dòng)，理論緊密聯(lián)系實(shí)際，目前已被美國多所知名大學(xué)作為本科層次的控制理論教材或主要教學(xué)參考書。該原版教材作為首批《國際知名大學(xué)原版教材——信息技術(shù)學(xué)科與電氣工程學(xué)科系列》之一，已由清華大學(xué)出版社出版，并在國內(nèi)多所高校的自動(dòng)控制理論雙語教學(xué)中得到了應(yīng)用。為了在國內(nèi)高校教學(xué)中進(jìn)一步推廣和普及該書，促進(jìn)高校教學(xué)的國際化進(jìn)程，譯者在兩年多自動(dòng)控制理論雙語教學(xué)基礎(chǔ)上，將教學(xué)過程中不同章節(jié)的翻譯手稿做了進(jìn)一步的整理和修改，匯總為本書。    本書最大的特點(diǎn)是將理論與工程實(shí)踐緊密聯(lián)系在一起。書中的例題和習(xí)題引入了大量的實(shí)際控制系統(tǒng)，特別是在最后部分專門給出了7個(gè)不同專業(yè)領(lǐng)域的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例，這些系統(tǒng)的類型實(shí)際多樣，設(shè)計(jì)方法的選擇各不相同，所應(yīng)用的知識(shí)綜合靈活，非常有利于讀者深入理解控制科學(xué)的基本理論和基本方法，并將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)中。    若將本書與原版教材相結(jié)合進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以提高讀者專業(yè)英語水平和英文科技文獻(xiàn)的閱讀能力。    本書適用于普通高等院?？刂祁悓I(yè)本科生，對(duì)自動(dòng)控制課程有較高要求的非控制類本科生和研究生作為教材或參考書之用，也可供相關(guān)領(lǐng)域的工程師和技術(shù)人員作為自學(xué)參考之用。本書的第26～29單元由上海理工大學(xué)電氣工程學(xué)院的李少龍翻譯，第30～32單元由廣東省電信公司廣州市分公司的李航天翻譯，其余部分由廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院的金愛娟博士翻譯。南京理工大學(xué)的楊成梧教授對(duì)本書進(jìn)行了審閱。全書由金愛娟博士進(jìn)行統(tǒng)稿。    本書在翻譯過程中得到了清華大學(xué)出版社、廣東工業(yè)大學(xué)教務(wù)處和自動(dòng)化學(xué)院以及其他老師的大力支持和幫助。清華大學(xué)出版社的王一玲老師、廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院的鄧則名副教授和陳林康副教授對(duì)本書的翻譯提出了很多寶貴的意見和建議。另外，還有幾名碩士研究生和本科生在翻譯過程中做了很多具體工作。在此，譯者對(duì)這些單位和個(gè)人表示衷心的感謝！    原版教材中有個(gè)別錯(cuò)誤，譯者已經(jīng)做了糾正。由于譯者的水平所限，錯(cuò)誤和不當(dāng)之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。若有什么寶貴意見和建議也請(qǐng)直接和譯者聯(lián)系，電子信箱是ajjin@126.com。

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