自動控制原理與系統(tǒng)

第1章  自動控制系統(tǒng)的基本概念
1.1  概述
1.2  自動控制的基本方式
1.2.1  開環(huán)控制系統(tǒng)
1.2.2  閉環(huán)控制系統(tǒng)
1.2.3  控制系統(tǒng)的基本組成
1.3  自動控制系統(tǒng)的類型
1.3.1  線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)
1.3.2  連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)
1.3.3  恒值系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)和隨動控制系統(tǒng)
1.3.4  對控制系統(tǒng)的基本要求
1.4  本課程的基本任務(wù)、特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法
習(xí)題
第2章  控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.1  控制工程數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
2.1.1  拉普拉斯變換的定義
2.1.2  典型試驗(yàn)函數(shù)的拉普拉斯變換
2.1.3  拉普拉斯變換的性質(zhì)
2.1.4  拉普拉斯反變換
2.2  控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立
2.2.1  元件和系統(tǒng)微分方程式的建立
2.2.2  傳遞函數(shù)
2.2.3  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2.2.4  典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)
2.3  結(jié)構(gòu)圖等效變換和系統(tǒng)傳遞函數(shù)
2.3.1  典型連接的等效傳遞函數(shù)
2.3.2  用梅遜公式求傳遞函數(shù)
2.3.3  系統(tǒng)傳遞函數(shù)
2.4  設(shè)計(jì)實(shí)例：低通濾波器設(shè)計(jì)
小結(jié)
習(xí)題
第3章  控制系統(tǒng)時(shí)域分析
3.1  時(shí)域性能指標(biāo)
3.2  一階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)
3.3  二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)
3.3.1  二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)
3.3.2  二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)性能指標(biāo)
3.4  代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)
3.5  穩(wěn)態(tài)誤差
3.5.1  穩(wěn)態(tài)誤差及誤差系數(shù)
3.5.2  擾動穩(wěn)態(tài)誤差
3.5.3  減小穩(wěn)態(tài)誤差的方法
3.6  設(shè)計(jì)實(shí)例：望遠(yuǎn)鏡指向控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
小結(jié)
習(xí)題
第4章  頻域分析法
4.1  頻率特性的基本概念與表示方法
4.1.1  頻率特性的基本概念
4.1.2  頻率特性的表示方法
4.2  典型環(huán)節(jié)的頻率特性
4.3  開環(huán)系統(tǒng)頻率特性的繪制
4.3.1  系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性
4.3.2  系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性
4.4  用頻率法分析控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4.4.1  用開環(huán)幅相頻率特性判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4.4.2  用開環(huán)對數(shù)頻率特性判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性
4.4.3  系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量
4.5  開環(huán)系統(tǒng)頻率特性和時(shí)域特性的關(guān)系
4.5.1  開環(huán)對數(shù)頻率特性低頻段與穩(wěn)態(tài)誤差
4.5.2  開環(huán)對數(shù)頻率特性中頻段與時(shí)域瞬態(tài)特性
4.5.3  閉環(huán)系統(tǒng)頻率特性與時(shí)域性能的關(guān)系
4.6  設(shè)計(jì)實(shí)例：雕刻機(jī)位置控制系統(tǒng)
小結(jié)
習(xí)題
第5章  自動控制系統(tǒng)的校正
5.1  校正裝置
5.1.1  無源校正裝置
5.1.2  有源校正裝置
5.2  PID控制規(guī)律
5.3  串聯(lián)校正（頻率法）
5.3.1  串聯(lián)超前校正  136
5.3.2  串聯(lián)滯后校正
5.3.3  串聯(lián)滯后-超前校正
5.4  反饋校正
5.5  順饋補(bǔ)償舉例
小結(jié)
習(xí)題
第6章  步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)
6.1  環(huán)形分配器
6.1.1  硬件環(huán)形分配器
6.1.2  軟件環(huán)形分配器
6.2  步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)
6.2.1  步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電源的功率放大電路
6.2.2  步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)組成
6.3  步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用
6.3.1  步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用
6.3.2  步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)使用中的常見問題
小結(jié)
習(xí)題
第7章  直流調(diào)速控制系統(tǒng)
7.1  轉(zhuǎn)速負(fù)反饋晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)
7.1.1  系統(tǒng)的組成
7.1.2  系統(tǒng)的框圖
7.1.3  系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)過程
7.1.4  系統(tǒng)的性能分析
7.2  小功率有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)例分析（閱讀材料）
7.2.1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)數(shù)據(jù)
7.2.2  定性分析
7.2.3  系統(tǒng)框圖
7.2.4  系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)過程
7.2.5  系統(tǒng)性能分析
7.3  轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
7.3.1  雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成
7.3.2  系統(tǒng)框圖
7.3.3  雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理和自動調(diào)節(jié)過程
7.3.4  系統(tǒng)性能分析
7.3.5  雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
7.4  直流脈寬調(diào)制（PWM）調(diào)速系統(tǒng)
7.4.1  PWM調(diào)速系統(tǒng)的工作原理
7.4.2  PWM調(diào)速系統(tǒng)的主要特點(diǎn)
7.4.3  PWM調(diào)速系統(tǒng)組成
7.4.4  PWM調(diào)速系統(tǒng)的分析
小結(jié)
習(xí)題
第8章  交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)
8.1  概述
8.1.1  交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展
8.1.2  交流調(diào)速系統(tǒng)的分類
8.2  異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)工作原理
8.2.1  調(diào)壓調(diào)速的工作原理
8.2.2  交流調(diào)壓器原理
8.3  異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)
8.3.1  調(diào)壓調(diào)速的組成
8.3.2  調(diào)壓調(diào)速的特性
8.3.3  調(diào)壓調(diào)速的功率損耗
小結(jié)
習(xí)題
第9章  MATLAB在自動控制原理與系統(tǒng)中的應(yīng)用
9.1  學(xué)習(xí)自動控制原理的工具軟件MATLAB
9.1.1  先進(jìn)的軟件系統(tǒng)MATLAB
9.1.2  MATLAB的程序設(shè)計(jì)環(huán)境
9.1.3  基本操作
9.1.4  M文件
9.1.5  MATLAB的繪圖功能
9.2  用MATLAB求拉氏變換與拉氏反變換
9.3  控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的MATLAB實(shí)現(xiàn)
9.3.1  數(shù)學(xué)模型的三種表示
9.3.2  結(jié)構(gòu)圖模型的簡化
9.4  用MATLAB解決時(shí)域分析的問題
9.4.1  時(shí)域響應(yīng)曲線的繪制
9.4.2  二階系統(tǒng)性能指標(biāo)的計(jì)算
9.4.3  代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)MATLAB的實(shí)現(xiàn)
9.4.4  穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算
9.5  用MATLAB解決頻率分析問題
9.5.1  頻率特性曲線的繪制
9.5.2  利用頻率特性計(jì)算系統(tǒng)的參數(shù)
9.5.3  頻率特性曲線的性能分析及性能指標(biāo)的計(jì)算
9.6  PID校正設(shè)計(jì)MATLAB實(shí)現(xiàn)舉例
9.7  用MATLAB實(shí)現(xiàn)頻率法校正舉例
9.8  用MATLAB仿真單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
9.9  用MATLAB仿真雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
小結(jié)
習(xí)題
附錄A  MATLAB中用到的參考函數(shù)程序
參考文獻(xiàn)