控制系統(tǒng)分析與設計

第1章　控制系統(tǒng)導論
1.1　引言
1.2　自動控制系統(tǒng)的分類
1.2.1　開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復合控制
1.2.2　恒值控制、程序控制和伺服控制
1.2.3　數(shù)字控制系統(tǒng)
1.3　控制系統(tǒng)的組成
1.4　控制系統(tǒng)分析與設計步驟
第2章　控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
2.1　連續(xù)控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
2.1.1　控制系統(tǒng)的運動方程式
2.1.2　非線性方程的線性化
2.1.3　連續(xù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2.1.4　控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程
2.2　離散控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
2.2.1　信號采樣與保持
2.2.2　離散系統(tǒng)的數(shù)學描述
2.3　控制系統(tǒng)的工程建模方法
2.3.1　時域建模的飛升曲線法
2.3.2　頻域建模方法
2.3.3　相關分析建模方法
習題
第3章　控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與結構分析
3.1　控制系統(tǒng)穩(wěn)定性概念
3.1.1　線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性——BIBO穩(wěn)定性
3.1.2　Lyapunov穩(wěn)定性
3.2　控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
3.2.1　Lyapunov第一法
3.2.2　Lyapunov第二法——穩(wěn)定性分析的直接法
3.2.3　線性系統(tǒng)的Lyapunov穩(wěn)定性分析
3.3　線性連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)
3.3.1　Routh穩(wěn)定判據(jù)
3.3.2　Hurwitz穩(wěn)定判據(jù)
3.3.3　Nyquist穩(wěn)定判據(jù)
3.4　控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性
3.4.1　相對穩(wěn)定性的定義
3.4.2　穩(wěn)定裕度的計算
3.5　控制系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性
3.5.1　魯棒性的基本概念
3.5.2　參數(shù)不確定系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性
3.6　線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
3.7　線性系統(tǒng)的結構分析——可控性和可觀測性
3.7.1　線性系統(tǒng)的可控性
3.7.2　線性系統(tǒng)的可觀測性
習題
第4章　控制系統(tǒng)的綜合與校正
4.1　控制系統(tǒng)的性能指標
4.1.1　典型輸入信號
4.1.2　控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和系統(tǒng)的型別
4.1.3　控制系統(tǒng)的時域性能指標
4.1.4　控制系統(tǒng)的閉環(huán)頻域指標
4.1.5　控制系統(tǒng)的開環(huán)頻域指標
4.2　基本校正方式和控制規(guī)律
4.2.1　校正方式
4.2.2　基本控制規(guī)律
4.2.3　校正裝置
4.3　串聯(lián)校正
4.3.1　串聯(lián)超前校正
4.3.2　串聯(lián)滯后校正
4.3.3　串聯(lián)滯后超前校正
4.4　期望頻率特性校正法
4.4.1　期望頻率特性設計
4.4.2　常用期望頻率特性
4.4.3　工程設計法
4.5　反饋校正
4.6　復合校正
4.7　數(shù)字控制器設計
4.7.1　數(shù)字PID控制實現(xiàn)及其改進措施
4.7.2　數(shù)字控制器的連續(xù)設計方法
4.7.3　數(shù)字控制器的離散設計方法
習題
第5章　伺服系統(tǒng)的工程實現(xiàn)
5.1　伺服系統(tǒng)組成及其分類
5.1.1　伺服系統(tǒng)的組成
5.1.2　伺服系統(tǒng)的分類
5.2　伺服電動機
5.3　伺服系統(tǒng)檢測與信號轉換
5.3.1　伺服系統(tǒng)的位移檢測
5.3.2　伺服系統(tǒng)的信號轉換電路
5.3.3　自整角機/旋轉變壓器數(shù)字轉換器(SDCRDC)
5.3.4　數(shù)字自整角機/旋轉變壓器轉換器(DSC／DRC)
5.4　伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設計
5.4.1　負載分析計算
5.4.2　執(zhí)行電動機選擇
5.4.3　檢測裝置、信號轉換線路、放大裝置及電源設計與選擇
5.4.4　利用銘牌數(shù)據(jù)和經(jīng)驗公式推導伺服系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
5.5　伺服系統(tǒng)的電磁兼容性
5.5.1　電磁干擾模型分析
5.5.2　抑制電磁干擾的方法
5.5.3　伺服系統(tǒng)電磁兼容設計
5.6　伺服系統(tǒng)的可靠性
5.6.1　可靠性特征量
5.6.2　伺服系統(tǒng)的可靠性設計
習題
第6章　伺服系統(tǒng)的非線性控制
6.1　伺服系統(tǒng)的干摩擦及其改善
6.1.1　低速不平穩(wěn)性
6.1.2　減小低速跳動的措施
6.2　傳動間隙對伺服系統(tǒng)的影響及其補償
6.2.1　傳動間隙對伺服系統(tǒng)性能的影響
6.2.2　消除間隙影響的措施
6.3　機械諧振對系統(tǒng)的影響及其補償
6.3.1　傳動軸變形造成的機械諧振
6.3.2　消除機械諧振的補償措施
6.4　伺服系統(tǒng)的非線性補償
6.4.1　非線性速度阻尼
6.4.2　非線性積分器和非線性PI調節(jié)器
6.4.3　自抗擾控制
6.4.4　多?？刂萍夹g
6.5　伺服系統(tǒng)的重復控制
6.5.1　重復控制原理
6.5.2　重復控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
6.5.3　重復控制器設計
6.6　伺服系統(tǒng)的滑模變結構控制
6.6.1　滑模變結構控制原理
6.6.2　二階系統(tǒng)開關控制
6.6.3　滑動模態(tài)
習題
第7章　控制系統(tǒng)設計舉例
7.1　永磁同步電機調速系統(tǒng)
7.1.1　永磁同步電動機的結構
7.1.2　永磁同步電機數(shù)學模型
7.1.3　永磁同步電機矢量控制策略
7.1.4　永磁同步電機調速系統(tǒng)設計
7.1.5　基于TMS320LF2407A DSP的永磁同步電機調速系統(tǒng)
7.2　星載天線伺服控制系統(tǒng)
7.2.1　星載天線負載特性分析與伺服電機選擇
7.2.2　星載天線伺服控制系統(tǒng)結構設計
7.2.3　星載天線伺服系統(tǒng)控制器設計
7.2.4　星載天線伺服系統(tǒng)的滑模變結構控制
7.3　火炮伺服系統(tǒng)
7.3.1　火炮伺服系統(tǒng)的基本組成
7.3.2　火炮伺服系統(tǒng)設計
7.4　飛行仿真頭位跟蹤視景伺服系統(tǒng)
7.4.1　飛行仿真頭位跟蹤視景系統(tǒng)的結構
7.4.2　飛行仿真伺服系統(tǒng)的原理以及硬件實現(xiàn)
7.4.3　飛行仿真伺服系統(tǒng)設計
7.4.4　控制程序設計
參考文獻