作者：谢昭莉主编
页数：274
出版社：机械工业出版社
出版日期：2020
ISBN：9787111383307
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
本书根据高等学校本科自动控制原理课程的教学要求编写，比较全面地阐述了经典控制理论中线性定常系统理论的基本内容。全书共分4篇（控制基础篇、系统分析篇、系统设计篇、应用篇），共7章，包括自动控制系统的一般概念及数学模型，经典控制理论的三大分析方法——时域分析法、根轨迹分析法及频域分析法，控制系统的校正。另外，为了教材知识体系的完整性及拓展读者的视野，加深学生对课程的理解以及与后续课程的衔接，本书在最后以小篇幅、浅显易读的编排风格，较完整地展示了几个控制系统的应用实例。
本书将基于MATLAB的控制系统计算机辅助分析与设计方法贯穿在相关章节中介绍，注重结合MATLAB工具的应用，以辅助对课程的理解。
本书可作为高等学校自动化、电气工程及自动化、机械工程及自动化、热力工程、通信工程、电子信息工程等相关专业的“自动控制原理”课程的本科教材，同时也可作为自动化相关专业研究生及工程技术人员的参考书。
本书特色
谢昭莉主编的《自动控制原理（上）》共分4篇（控制基础篇、系统分析篇、系统设计篇、应用篇），共7章，包括自动控制系统的一般概念及数学模型，经典控制理论的三大分析方法——时域分析法、根轨迹分析法及频域分析法，控制系统的校正。可作为高等学校自动化、电气工程及自动化、机械工程及自动化、热力工程、通信工程、电子信息工程等相关专业的“自动控制原理”课程的本科教材，同时也可作为自动化相关专业研究生及工程技术人员的参考书。
目录
前言
第一篇控制基础篇1
第1章自动控制系统的一般概念2
11引言2
12自动控制与自动控制系统2
121人工控制与自动控制3
122控制系统的方框图表示法5
123开环控制与闭环控制6
124自动控制系统的基本组成8
13自动控制系统的基本类型8
131恒值控制系统、随动控制系统和
程序控制系统9
132线性系统和非线性系统11
133连续系统和离散系统12
14对自动控制系统的基本要求12
15本课程的任务及本书概貌14
151课程的任务14
152本书概貌14
小结15
习题15
第2章控制系统的数学模型18
21引言18
22系统微分方程的建立19
221线性系统的微分方程19
222非线性微分方程的线性化21
23线性系统的传递函数24
231传递函数25
232传递函数的性质26
233传递函数的求法26
234典型环节的传递函数29
24控制系统的动态结构图与信号
流图35
241动态结构图的概念35
242动态结构图的绘制36
243动态结构图的等效变换42
244信号流图及梅逊增益公式47
25闭环控制系统的传递函数52
251闭环控制系统的开环传递函数53
252给定输入信号作用下系统的闭环
传递函数53
253干扰信号作用下系统的闭环传递
函数54
254闭环控制系统的误差传递函数54
255多输入–多输出系统的传递函数
矩阵55
26MATLAB中数学模型的表示57
261数学模型的MATLAB表示及其
转换57
262应用MATLAB指令简化动态
结构图60
小结61
习题61
第二篇系统分析篇67
第3章控制系统的时域分析68
31引言68
311典型输入信号68
312控制系统时域响应的性能指标71
32线性定常系统的稳定性及稳定
判据72
321稳定的基本概念72
322线性系统稳定的充分必要条件73
323劳斯稳定判据74
324系统参数对稳定性的影响78
325系统的相对稳定性和稳定裕量80
326结构不稳定系统及其改善81
33控制系统的稳态误差81
331误差和稳态误差的定义81
332给定输入作用下的稳态误差83
333干扰作用下的稳态误差与系统结构
参数的关系86
334改善系统稳态精度的途径89
34控制系统的动态性能分析89
341一阶系统的时域分析89
342二阶系统的时域分析92
343高阶系统分析105
35线性系统的基本控制规律
——PID控制107
36用MATLAB对系统进行时域
分析111
小结114
习题115
第4章控制系统的根轨迹分析法119
41引言119
411根轨迹119
412根轨迹与系统性能120
42根轨迹法的基本概念121
421根轨迹方程121
422系统闭环零点、极点和开环零点、
极点的关系122
423相角条件和幅值条件122
43根轨迹的绘制124
431绘制根轨迹图的基本法则124
432绘制根轨迹图举例131
44广义根轨迹的绘制132
441参数根轨迹图的绘制132
442零度根轨迹图的绘制135
45利用根轨迹图分析控制系统
性能138
451闭环系统极点、零点的位置与
系统性能的关系138
452由根轨迹图确定条件稳定系统的
参数取值范围140
46用MATLAB进行控制系统的
根轨迹分析142
461用MATLAB绘制根轨迹图142
462用MATLAB对系统根轨迹进行
分析举例143
小结145
习题146
第5章控制系统的频域分析148
51引言148
511频率特性的基本概念148
512用图形表示频率特性150
52对数频率特性151
521对数频率特性图151
522典型环节的对数频率特性153
523控制系统开环对数频率特性图的
绘制160
524最小相位系统与非最小相位
系统164
525由频率特性确定相应的传递
函数167
53频率特性极坐标图169
531极坐标图（幅相频率特性
曲线）169
532典型环节的频率特性极坐标图171
533控制系统的开环频率特性
极坐标图173
54奈奎斯特稳定判据176
541奈奎斯特稳定判据的数学基础176
542奈奎斯特稳定判据179
543对数频率特性上的奈奎斯特
判据182
544用奈奎斯特判据判断延迟系统
稳定性184
55控制系统的相对稳定性185
551相角裕量与幅值裕量185
552控制系统的相对稳定性分析187
56控制系统的频域分析189
561典型二阶系统的频域分析190
562高阶系统的频域分析193
57用MATLAB进行控制系统的
频域分析198
小结202
习题203
第三篇系统设计篇207
第6章控制系统的校正208
61引言208
611系统校正的概念208
612系统校正基础209
62常用校正装置及其特性212
621超前校正装置及其特性212
622滞后校正装置及其特性215
623滞后—超前校正装置及其特性216
63频域法串联校正218
631串联超前校正218
632串联滞后校正221
633串联滞后渤前校正224
634按期望特性对系统进行串联
校正228
64根轨迹法串联校正231
641串联超前校正232
642串联滞后校正236
643串联滞后渤前校正238
65工程控制方法睵ID控制240
66反馈校正244
661利用反馈校正改变局部结构
和参数245
662利用反馈校正取代局部结构246
67复合校正250
671按干扰补偿的复合校正250
672按输入补偿的复合校正251
小结254
习题254
第四篇应用篇259
第7章控制系统示例260
71引言260
72一种电动比例蝶阀控制系统260
73智能车速度控制系统262
74锅炉给水控制系统264
75汽车制动器性能测试的试验台
控制系统269
附录常用函数的拉普拉斯变换简表及
拉普拉斯变换的几个重要定理275
参考文献276
第一篇控制基础篇1
第1章自动控制系统的一般概念2
11引言2
12自动控制与自动控制系统2
121人工控制与自动控制3
122控制系统的方框图表示法5
123开环控制与闭环控制6
124自动控制系统的基本组成8
13自动控制系统的基本类型8
131恒值控制系统、随动控制系统和
程序控制系统9
132线性系统和非线性系统11
133连续系统和离散系统12
14对自动控制系统的基本要求12
15本课程的任务及本书概貌14
151课程的任务14
152本书概貌14
小结15
习题15
第2章控制系统的数学模型18
21引言18
22系统微分方程的建立19
221线性系统的微分方程19
222非线性微分方程的线性化21
23线性系统的传递函数24
231传递函数25
232传递函数的性质26
233传递函数的求法26
234典型环节的传递函数29
24控制系统的动态结构图与信号
流图35
241动态结构图的概念35
242动态结构图的绘制36
243动态结构图的等效变换42
244信号流图及梅逊增益公式47
25闭环控制系统的传递函数52
251闭环控制系统的开环传递函数53
252给定输入信号作用下系统的闭环
传递函数53
253干扰信号作用下系统的闭环传递
函数54
254闭环控制系统的误差传递函数54
255多输入–多输出系统的传递函数
矩阵55
26MATLAB中数学模型的表示57
261数学模型的MATLAB表示及其
转换57
262应用MATLAB指令简化动态
结构图60
小结61
习题61
第二篇系统分析篇67
第3章控制系统的时域分析68
31引言68
311典型输入信号68
312控制系统时域响应的性能指标71
32线性定常系统的稳定性及稳定
判据72
321稳定的基本概念72
322线性系统稳定的充分必要条件73
323劳斯稳定判据74
324系统参数对稳定性的影响78
325系统的相对稳定性和稳定裕量80
326结构不稳定系统及其改善81
33控制系统的稳态误差81
331误差和稳态误差的定义81
332给定输入作用下的稳态误差83
333干扰作用下的稳态误差与系统结构
参数的关系86
334改善系统稳态精度的途径89
34控制系统的动态性能分析89
341一阶系统的时域分析89
342二阶系统的时域分析92
343高阶系统分析105
35线性系统的基本控制规律
——PID控制107
36用MATLAB对系统进行时域
分析111
小结114
习题115
第4章控制系统的根轨迹分析法119
41引言119
411根轨迹119
412根轨迹与系统性能120
42根轨迹法的基本概念121
421根轨迹方程121
422系统闭环零点、极点和开环零点、
极点的关系122
423相角条件和幅值条件122
43根轨迹的绘制124
431绘制根轨迹图的基本法则124
432绘制根轨迹图举例131
44广义根轨迹的绘制132
441参数根轨迹图的绘制132
442零度根轨迹图的绘制135
45利用根轨迹图分析控制系统
性能138
451闭环系统极点、零点的位置与
系统性能的关系138
452由根轨迹图确定条件稳定系统的
参数取值范围140
46用MATLAB进行控制系统的
根轨迹分析142
461用MATLAB绘制根轨迹图142
462用MATLAB对系统根轨迹进行
分析举例143
小结145
习题146
第5章控制系统的频域分析148
51引言148
511频率特性的基本概念148
512用图形表示频率特性150
52对数频率特性151
521对数频率特性图151
522典型环节的对数频率特性153
523控制系统开环对数频率特性图的
绘制160
524最小相位系统与非最小相位
系统164
525由频率特性确定相应的传递
函数167
53频率特性极坐标图169
531极坐标图（幅相频率特性
曲线）169
532典型环节的频率特性极坐标图171
533控制系统的开环频率特性
极坐标图173
54奈奎斯特稳定判据176
541奈奎斯特稳定判据的数学基础176
542奈奎斯特稳定判据179
543对数频率特性上的奈奎斯特
判据182
544用奈奎斯特判据判断延迟系统
稳定性184
55控制系统的相对稳定性185
551相角裕量与幅值裕量185
552控制系统的相对稳定性分析187
56控制系统的频域分析189
561典型二阶系统的频域分析190
562高阶系统的频域分析193
57用MATLAB进行控制系统的
频域分析198
小结202
习题203
第三篇系统设计篇207
第6章控制系统的校正208
61引言208
611系统校正的概念208
612系统校正基础209
62常用校正装置及其特性212
621超前校正装置及其特性212
622滞后校正装置及其特性215
623滞后—超前校正装置及其特性216
63频域法串联校正218
631串联超前校正218
632串联滞后校正221
633串联滞后渤前校正224
634按期望特性对系统进行串联
校正228
64根轨迹法串联校正231
641串联超前校正232
642串联滞后校正236
643串联滞后渤前校正238
65工程控制方法睵ID控制240
66反馈校正244
661利用反馈校正改变局部结构
和参数245
662利用反馈校正取代局部结构246
67复合校正250
671按干扰补偿的复合校正250
672按输入补偿的复合校正251
小结254
习题254
第四篇应用篇259
第7章控制系统示例260
71引言260
72一种电动比例蝶阀控制系统260
73智能车速度控制系统262
74锅炉给水控制系统264
75汽车制动器性能测试的试验台
控制系统269
附录常用函数的拉普拉斯变换简表及
拉普拉斯变换的几个重要定理275
参考文献276
