具体描述
《普通高等教育十一五国家级规划教材•自动控制原理》系统地介绍了经典控制理论和现代控制理论中的线性系统理论。全书共分9章：前6章主要讲述线性定常连续系统的建模、分析、校正等内容；第7章为采样离散系统的分析及设计；第8章为非线性系统分析；第9章为现代控制理论。最后附有第2章到第9章的习题参考答案。
《普通高等教育十一五国家级规划教材•自动控制原理》可作为高等院校电气工程及自动化、自动化仪表及测试、机械工程、计算机技术等专业的教科书，也可供从事自动控制类的各专业工程技术人员参考。
这本图书《自动控制原理》深入探讨了控制系统在实际工程中的应用与理论基础。它以系统化的思路展开，对自动控制的概念、基本原理及其在不同领域的具体实现进行详细分析。读者将能够全面理解自动控制在现代技术进步中的作用，并掌握从经典理论到最新实践的有机转换。书中内容丰富，涵盖了各种控制策略和方法，使读者不仅能具备基础知识，更能通过实际案例加深理解。 整个书籍结构清晰，章节安排科学，有助于建立逻辑性的学习过程。第一部分介绍自动控制系统的基本概念与历史背景，为后续内容打下坚实基础。在第二部分，作者详细解析了控制理论的发展，从经典模型到现代复杂系统，为读者提供全面的知识框架。第三部分则深入探讨了不同控制方法的具体应用和优势，如PID控制、状态空间分析等，使读者在实际操作中能够灵活运用各类技巧。 书中的内容不仅注重理论的严谨性，还强调了其在实际工程项目中的重要性。通过大量实例和数据分析，读者可以清晰地看到自动控制系统如何提升效率、稳定性以及安全性。这部分章节特别适合那些希望将理论应用于具体工程问题的学习者。书中还详细解析了现代自动化技术的发展趋势，如人工智能与机器学习在控制领域的融合，为未来技术方向提供了有益的参考。 此外，书籍中的图表和示例图广泛地应用于各类场景，使理论知识更加直观易懂。作者不仅使用通俗易懂的语言解释复杂的技术概念，还注重引导读者进行思考，鼓励深入理解。整个过程中，本文避免了过多的术语堆积，力求让内容流畅、逻辑清晰，从而提高学习效果。 书中对于控制系统中的传感器、执行器以及反馈机制的详细阐述，使读者对自动化装置的工作原理有全面了解。这些部分尤其重要，因为它们是实现任何控制系统功能的核心要素。通过深入讲解，读者不仅能掌握这些技术细节，还能更好地把握其在不同场景中的应用价值。 总体而言，这本图书以详实、系统的内容构建，为读者提供了全面且专业的知识储备。它既适合入门级读者，也对有一定背景知识的技术人员具有指导意义。这本书不仅帮助读者理解控制原理，更为他们在实际工作中应用这些理论打下了坚实基础，体现了科学与实践相结合的特点。
作者简介
目录信息
第1章自动控制概论
1.1引言
1.1.1自动控制理论及应用
1.1.2自动控制理论发展简史
1.2自动控制系统的组成与原理方框图
1.2.1自动控制系统的组成
1.2.2自动控制系统的原理方框图
1.3自动控制系统的分类
1.3.1按自动控制方式分类
1.3.2按输入信号特征分类
1.3.3按所使用的数学方法分类
1.4对控制系统的基本要求
1.4.1稳定性
1.4.2动态性能
1.4.3稳态性能
习题
第2章控制系统的数学模型
2.1引言
2.2控制系统的时域数学模型
2.2.1线性元部件、线性系统微分方程的建立
2.2.2非线性系统微分方程的线性化
2.3控制系统的复域数学模型
2.3.1传递函数
2.3.2典型环节的传递函数
2.4控制系统的结构图
2.4.1结构图的组成
2.4.2结构图等效变换
2.5控制系统的信号流图
2.5.1信号流图
2.5.2信号流图的绘制
2.5.3梅森增益公式
2.6闭环系统的传递函数
2.6.1系统的开环传递函数
2.6.2系统的闭环传递函数
2.6.3闭环系统的误差传递函数
习题
第3章线性系统的时域分析
3.1控制系统时间响应的性能指标
3.1.1典型输入信号
3.1.2控制系统的时域性能指标
3.2一阶系统的时域分析
3.2.1一阶系统的数学模型
3.2.2一阶系统的单位阶跃响应
3.2.3一阶系统的单位脉冲响应
3.2.4一阶系统的单位斜坡响应
3.2.5一阶系统的单位加速度响应
3.3二阶系统的时域分析
3.3.1二阶系统的数学模型
3.3.2二阶系统的单位阶跃响应
3.3.3欠阻尼二阶系统的动态过程分析
3.3.4过阻尼二阶系统的动态性能指标
3.3.5二阶系统的单位脉冲响应
3.3.6二阶系统的单位斜坡响应
3.3.7二阶系统的性能改善
3.3.8初始条件不为零的二阶系统响应
3.4高阶系统的时域分析
3.4.1高阶系统的阶跃响应
3.4.2闭环主导极点
3.4.3高阶系统性能指标估算
3.5线性系统的稳定性分析
3.5.1稳定性概念及定义
3.5.2线性系统稳定的充分必要条件
3.5.3线性系统的代数判据
3.6线性系统的稳态误差
3.6.1误差的基本概念
3.6.2计算稳态误差的一般方法
3.6.3系统类型及静态误差系数法
3.6.4扰动作用下的误差
习题
第4章根轨迹法
4.1根轨迹概念
4.2根轨迹方程
4.3绘制根轨迹的基本法则
4.3.1绘制根轨迹的基本法则
4.3.2闭环极点的确定
4.4广义根轨迹
4.4.1参数根轨迹
4.4.2零度根轨迹
4.5开环零、极点分布对系统性能的影响
4.6系统性能分析与估算
4.6.1闭环系统的主导极点、偶极子
4.6.2系统性能的定量估算及定性分析
习题
第5章频率响应分析法
5.1频率特性的基本概念
5.1.1频率特性的定义
5.1.2频率特性的几何表示
5.2典型环节的频率特性
5.2.1比例环节
5.2.2积分环节
5.2.3微分环节
5.2.4惯性环节
5.2.5一阶微分环节
5.2.6振荡环节
5.2.7二阶微分环节
5.2.8延时环节
5.3系统开环频率特性的绘制
5.3.1开环幅相曲线的绘制
5.3.2开环对数频率特性曲线的绘制
5.3.3最小相位系统和非最小相位系统
5.4频率域稳定判据
5.4.1奈氏判据的数学基础
5.4.2奈奎斯特稳定判据
5.4.3开环系统含有积分环节时奈氏判据的应用
5.4.4对数频率稳定判据
5.5稳定裕度
5.5.1幅值裕度和相位裕度
5.5.2应用举例
5.6系统的闭环频率特性
5.6.1开环频率特性与闭环频率特性的关系
5.6.2尼科尔斯图线
5.6.3非单位反馈系统的闭环频率特性
5.7频域性能指标和时域性能指标的关系
5.7.1典型二阶系统
5.7.2高阶系统
习题
第6章线性系统的校正方法
6.1系统校正的一般概念
6.1.1性能指标
6.1.2系统带宽的选择
6.1.3校正方式
6.2基本控制规律
6.2.1比例（P）控制规律
6.2.2比例—微分（PD）控制规律
6.2.3积分（I）控制规律
6.2.4比例—积分（PI）控制规律
6.2.5比例—积分—微分（PID）控制规律
6.2.6用最佳二阶系统法进行PID校正
6.3频率法串联校正
6.3.1串联超前校正
6.3.2串联滞后校正
6.3.3串联滞后—超前校正
6.3.4校正装置的实现
6.3.5串联综合法校正
6.3.6串联工程设计方法
6.4频率法反馈校正
6.4.1反馈校正的原理与功能
6.4.2综合法反馈校正
6.5控制系统的复合校正
6.5.1按扰动补偿的复合校正
6.5.2按输入补偿的复合校正
习题
第7章线性离散系统
7.1离散系统的基本概念
7.2采样过程及采样定理
7.2.1采样过程及数学描述
7.2.2采样定理
7.2.3采样周期的选择
7.3信号恢复与信号保持
7.4Z变换理论
7.4.1Z变换的定义
7.4.2Z变换的求法
7.4.3Z变换的性质
7.4.4Z反变换
7.5采样系统的数学模型
7.5.1差分方程
7.5.2线性离散系统的脉冲传递函数
7.6线性离散系统的稳定性与稳态误差
7.6.1离散系统的稳定条件
7.6.2离散系统的稳定性判据
7.6.3线性离散系统的稳态误差
7.7动态响应与闭环零、极点分布的关系
7.8线性离散系统的校正
7.8.1数字控制器的模拟化设计
7.8.2数字PID算式
7.9最少拍离散控制系统的分析与设计
7.9.1最少拍系统的闭环脉冲传递函数
7.9.2最少拍系统的设计
习题
第8章非线性控制系统
8.1概述
8.1.1典型的非线性特性
8.1.2非线性系统的若干特征
8.1.3非线性系统的研究方法
8.2描述函数法
8.2.1描述函数的定义
8.2.2典型非线性特性的描述函数
8.2.3组合非线性特性的描述函数
8.2.4非线性系统的稳定性
8.2.5周期运动的稳定性
8.3相平面法
8.3.1相平面法的概念
8.3.2相轨迹的性质
8.3.3相平面图的绘制方法
8.3.4线性系统的相轨迹
8.3.5奇点和奇线
8.3.6由相平面图求系统运动的时间响应
8.3.7非线性系统的相平面分析
习题
第9章线性定常系统的状态空间分析与综合
9.1线性系统的状态空间表达式
9.1.1基本概念
9.1.2状态空间表达式的建立
9.1.3状态向量的线性变换
9.1.4传递函数矩阵
9.2控制系统状态空间表达式的解
9.2.1线性定常连续系统齐次状态方程的解
9.2.2状态转移矩阵的基本性质
9.2.3状态转移矩阵的求法
9.2.4线性定常系统非齐次方程的解
9.2.5离散动态方程及其求解
9.3控制系统的能控性与能观性
9.3.1能控性与能观性问题的提出
9.3.2能控性定义及其判别准则
9.3.3线性系统能观性定义及判据
9.3.4能控性、能观性与传递函数（矩阵）的关系
9.3.5对偶原理
9.3.6能控标准型和能观标准型
9.3.7线性定常系统的规范分解
9.4李雅普诺夫稳定性分析
9.4.1李雅普诺夫关于稳定性的定义
9.4.2李雅普诺夫第一法（间接法）
9.4.3李雅普诺夫第二法（直接法）
9.5状态反馈和线性系统校正
9.5.1利用状态反馈对系统进行校正
9.5.2输出到输入的反馈
9.5.3输出到状态向量导数的反馈与极点配置
9.5.4系统镇定问题
9.6系统解耦问题
9.6.1解耦的概念
9.6.2用前馈补偿法实现解耦
9.6.3状态反馈解耦
9.7状态观测器
9.7.1全维状态观测器
9.7.2降维状态观测器
9.8带状态观测器的闭环控制系统
9.8.1系统的结构与状态空间表达式
9.8.2闭环系统的基本特性
习题
附录1习题答案
附录2常用函数的拉氏变换表
参考文献
· · · · · · (收起)
1.1引言
1.1.1自动控制理论及应用
1.1.2自动控制理论发展简史
1.2自动控制系统的组成与原理方框图
1.2.1自动控制系统的组成
1.2.2自动控制系统的原理方框图
1.3自动控制系统的分类
1.3.1按自动控制方式分类
1.3.2按输入信号特征分类
1.3.3按所使用的数学方法分类
1.4对控制系统的基本要求
1.4.1稳定性
1.4.2动态性能
1.4.3稳态性能
习题
第2章控制系统的数学模型
2.1引言
2.2控制系统的时域数学模型
2.2.1线性元部件、线性系统微分方程的建立
2.2.2非线性系统微分方程的线性化
2.3控制系统的复域数学模型
2.3.1传递函数
2.3.2典型环节的传递函数
2.4控制系统的结构图
2.4.1结构图的组成
2.4.2结构图等效变换
2.5控制系统的信号流图
2.5.1信号流图
2.5.2信号流图的绘制
2.5.3梅森增益公式
2.6闭环系统的传递函数
2.6.1系统的开环传递函数
2.6.2系统的闭环传递函数
2.6.3闭环系统的误差传递函数
习题
第3章线性系统的时域分析
3.1控制系统时间响应的性能指标
3.1.1典型输入信号
3.1.2控制系统的时域性能指标
3.2一阶系统的时域分析
3.2.1一阶系统的数学模型
3.2.2一阶系统的单位阶跃响应
3.2.3一阶系统的单位脉冲响应
3.2.4一阶系统的单位斜坡响应
3.2.5一阶系统的单位加速度响应
3.3二阶系统的时域分析
3.3.1二阶系统的数学模型
3.3.2二阶系统的单位阶跃响应
3.3.3欠阻尼二阶系统的动态过程分析
3.3.4过阻尼二阶系统的动态性能指标
3.3.5二阶系统的单位脉冲响应
3.3.6二阶系统的单位斜坡响应
3.3.7二阶系统的性能改善
3.3.8初始条件不为零的二阶系统响应
3.4高阶系统的时域分析
3.4.1高阶系统的阶跃响应
3.4.2闭环主导极点
3.4.3高阶系统性能指标估算
3.5线性系统的稳定性分析
3.5.1稳定性概念及定义
3.5.2线性系统稳定的充分必要条件
3.5.3线性系统的代数判据
3.6线性系统的稳态误差
3.6.1误差的基本概念
3.6.2计算稳态误差的一般方法
3.6.3系统类型及静态误差系数法
3.6.4扰动作用下的误差
习题
第4章根轨迹法
4.1根轨迹概念
4.2根轨迹方程
4.3绘制根轨迹的基本法则
4.3.1绘制根轨迹的基本法则
4.3.2闭环极点的确定
4.4广义根轨迹
4.4.1参数根轨迹
4.4.2零度根轨迹
4.5开环零、极点分布对系统性能的影响
4.6系统性能分析与估算
4.6.1闭环系统的主导极点、偶极子
4.6.2系统性能的定量估算及定性分析
习题
第5章频率响应分析法
5.1频率特性的基本概念
5.1.1频率特性的定义
5.1.2频率特性的几何表示
5.2典型环节的频率特性
5.2.1比例环节
5.2.2积分环节
5.2.3微分环节
5.2.4惯性环节
5.2.5一阶微分环节
5.2.6振荡环节
5.2.7二阶微分环节
5.2.8延时环节
5.3系统开环频率特性的绘制
5.3.1开环幅相曲线的绘制
5.3.2开环对数频率特性曲线的绘制
5.3.3最小相位系统和非最小相位系统
5.4频率域稳定判据
5.4.1奈氏判据的数学基础
5.4.2奈奎斯特稳定判据
5.4.3开环系统含有积分环节时奈氏判据的应用
5.4.4对数频率稳定判据
5.5稳定裕度
5.5.1幅值裕度和相位裕度
5.5.2应用举例
5.6系统的闭环频率特性
5.6.1开环频率特性与闭环频率特性的关系
5.6.2尼科尔斯图线
5.6.3非单位反馈系统的闭环频率特性
5.7频域性能指标和时域性能指标的关系
5.7.1典型二阶系统
5.7.2高阶系统
习题
第6章线性系统的校正方法
6.1系统校正的一般概念
6.1.1性能指标
6.1.2系统带宽的选择
6.1.3校正方式
6.2基本控制规律
6.2.1比例（P）控制规律
6.2.2比例—微分（PD）控制规律
6.2.3积分（I）控制规律
6.2.4比例—积分（PI）控制规律
6.2.5比例—积分—微分（PID）控制规律
6.2.6用最佳二阶系统法进行PID校正
6.3频率法串联校正
6.3.1串联超前校正
6.3.2串联滞后校正
6.3.3串联滞后—超前校正
6.3.4校正装置的实现
6.3.5串联综合法校正
6.3.6串联工程设计方法
6.4频率法反馈校正
6.4.1反馈校正的原理与功能
6.4.2综合法反馈校正
6.5控制系统的复合校正
6.5.1按扰动补偿的复合校正
6.5.2按输入补偿的复合校正
习题
第7章线性离散系统
7.1离散系统的基本概念
7.2采样过程及采样定理
7.2.1采样过程及数学描述
7.2.2采样定理
7.2.3采样周期的选择
7.3信号恢复与信号保持
7.4Z变换理论
7.4.1Z变换的定义
7.4.2Z变换的求法
7.4.3Z变换的性质
7.4.4Z反变换
7.5采样系统的数学模型
7.5.1差分方程
7.5.2线性离散系统的脉冲传递函数
7.6线性离散系统的稳定性与稳态误差
7.6.1离散系统的稳定条件
7.6.2离散系统的稳定性判据
7.6.3线性离散系统的稳态误差
7.7动态响应与闭环零、极点分布的关系
7.8线性离散系统的校正
7.8.1数字控制器的模拟化设计
7.8.2数字PID算式
7.9最少拍离散控制系统的分析与设计
7.9.1最少拍系统的闭环脉冲传递函数
7.9.2最少拍系统的设计
习题
第8章非线性控制系统
8.1概述
8.1.1典型的非线性特性
8.1.2非线性系统的若干特征
8.1.3非线性系统的研究方法
8.2描述函数法
8.2.1描述函数的定义
8.2.2典型非线性特性的描述函数
8.2.3组合非线性特性的描述函数
8.2.4非线性系统的稳定性
8.2.5周期运动的稳定性
8.3相平面法
8.3.1相平面法的概念
8.3.2相轨迹的性质
8.3.3相平面图的绘制方法
8.3.4线性系统的相轨迹
8.3.5奇点和奇线
8.3.6由相平面图求系统运动的时间响应
8.3.7非线性系统的相平面分析
习题
第9章线性定常系统的状态空间分析与综合
9.1线性系统的状态空间表达式
9.1.1基本概念
9.1.2状态空间表达式的建立
9.1.3状态向量的线性变换
9.1.4传递函数矩阵
9.2控制系统状态空间表达式的解
9.2.1线性定常连续系统齐次状态方程的解
9.2.2状态转移矩阵的基本性质
9.2.3状态转移矩阵的求法
9.2.4线性定常系统非齐次方程的解
9.2.5离散动态方程及其求解
9.3控制系统的能控性与能观性
9.3.1能控性与能观性问题的提出
9.3.2能控性定义及其判别准则
9.3.3线性系统能观性定义及判据
9.3.4能控性、能观性与传递函数（矩阵）的关系
9.3.5对偶原理
9.3.6能控标准型和能观标准型
9.3.7线性定常系统的规范分解
9.4李雅普诺夫稳定性分析
9.4.1李雅普诺夫关于稳定性的定义
9.4.2李雅普诺夫第一法（间接法）
9.4.3李雅普诺夫第二法（直接法）
9.5状态反馈和线性系统校正
9.5.1利用状态反馈对系统进行校正
9.5.2输出到输入的反馈
9.5.3输出到状态向量导数的反馈与极点配置
9.5.4系统镇定问题
9.6系统解耦问题
9.6.1解耦的概念
9.6.2用前馈补偿法实现解耦
9.6.3状态反馈解耦
9.7状态观测器
9.7.1全维状态观测器
9.7.2降维状态观测器
9.8带状态观测器的闭环控制系统
9.8.1系统的结构与状态空间表达式
9.8.2闭环系统的基本特性
习题
附录1习题答案
附录2常用函数的拉氏变换表
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· · · · · · (收起)
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