控制工程基礎

前言
第1章　緒論
1.1　控制論概述
1.2　控制系統(tǒng)的工作原理與組成
1.2.1　工作原理
1.2.2　控制系統(tǒng)的組成
1.3　控制系統(tǒng)的分類與基本要求
1.3.1　控制系統(tǒng)的分類
1.3.2　控制系統(tǒng)的基本要求
1.4　MATLAB語言簡介
1.4.1　MATLAB的系統(tǒng)界面
1.4.2　MATLAB數(shù)學運算
1.4.3　MATLAB繪圖
1.5　本課程的特點及要求
習題
第2章　數(shù)學基礎--拉普拉斯變換
2.1　復數(shù)和復變函數(shù)
2.1.1　復數(shù)的概念
2.1.2　復數(shù)的表示法
2.1.3　復變函數(shù)
2.1.4　極點與零點概念
2.2　拉氏變換
2.2.1　拉氏變換定義
2.2.2　典型時間函數(shù)的拉氏變換
2.2.3　拉氏變換的性質(zhì)
2.3　拉氏反變換及其數(shù)學方法
2.3.1　拉氏反變換
2.3.2　拉氏反變換的數(shù)學方法
2.4　拉氏變換的應用
2.5　拉氏變換的MATLAB實現(xiàn)
習題
第3章　傳遞函數(shù)
3.1　概述
3.1.1　數(shù)學模型的概念
3.1.2　線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)
3.2　系統(tǒng)微分方程的建立
3.2.1　機械系統(tǒng)的微分方程
3.2.2　電氣系統(tǒng)的微分方程
3.2.3　系統(tǒng)元件間的負載效應
3.2.4　非線性微分方程的線性化
3.3　傳遞函數(shù)
3.3.1　傳遞函數(shù)的概念
3.3.2　傳遞函數(shù)的零、極點
3.3.3　典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)
3.4　系統(tǒng)框圖及簡化
3.4.1　系統(tǒng)框圖的組成
3.4.2　方框圖的繪制
3.4.3　系統(tǒng)方框圖的簡化
3.5　信號流圖與Mason公式
3.5.1　信號流圖
3.5.2　Mason公式
3.6　應用實例
3.6.1　機床進給傳動鏈
3.6.2　汽車懸掛系統(tǒng)
3.6.3　車削過程
3.6.4　打印輪控制系統(tǒng)
3.7系統(tǒng)數(shù)學模型的MATLAB實現(xiàn)
3.7.1　傳遞函數(shù)模型
3.7.2　零極點增益模型
3.7.3　模型轉(zhuǎn)換
3.7.4　動態(tài)結(jié)構(gòu)圖
習題
第4章　時間響應分析
4.1　時間響應
4.1.1　時間響應的概念
4.1.2　典型輸入信號
4.2　一階系統(tǒng)的時間響應
4.2.1　一階系統(tǒng)的數(shù)學模型
4.2.2　一階系統(tǒng)的單位階躍響應
4.2.3　一階系統(tǒng)的單位脈沖響應
4.2.4　一階系統(tǒng)的單位斜坡響應
4.3　二階系統(tǒng)的時間響應
4.3.1　二階系統(tǒng)的數(shù)學模型
4.3.2　二階系統(tǒng)的單位階躍響應
4.3.3　二階系統(tǒng)的單位脈沖響應
4.4　高階系統(tǒng)的時間響應
4.5　瞬態(tài)響應的性能指標
4.5.1　瞬態(tài)響應的性能指標
4.5.2　二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應指標
4.6　時間響應的MATLAB實現(xiàn)
習題
第5章　系統(tǒng)誤差分析
5.1　概述
5.1.1　誤差與偏差
5.1.2　系統(tǒng)的類型
5.2　穩(wěn)態(tài)誤差的計算分析
5.2.I靜態(tài)誤差系數(shù)與穩(wěn)態(tài)誤差
5.2.2　擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差
習題
第6章　頻率特性分析
6.1　概述
6.2　頻率響應與頻率特性
6.2.1　頻率響應
6.2.2　頻率特性
6.2.3　頻率特性的求法
6.2.4　頻率特性的特點
6.2.5　頻率特性的表示方法
6.3　頻率特性的極坐標圖（Nyquist圖）
6.3.1　極坐標圖
6.3.2　典型環(huán)節(jié)的極坐標圖
6.3.3　系統(tǒng)Nyquist圖的一般畫法
6.4　頻率特性的對數(shù)坐標圖（Bode圖）
6.4.1　對數(shù)坐標圖
6.4.2　典型環(huán)節(jié)的Bode圖
6.4.3　繪制系統(tǒng)Bode圖的步驟
6.5　開環(huán)頻率特性對數(shù)坐標圖的含義
6.6　最小相位系統(tǒng)及頻域性能指標
6.6.1　最小相位系統(tǒng)的概念
6.6.2　由Bode圖估計最小相位系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
6.6.3　頻域性能指標
6.7頻率特性的MATLAB實現(xiàn)
6.7.1　利用MATLAB繪制Nyquist圖
6.7.2　利用MATLAB繪制Bode圖
6.7.3　利用MATLAB求系統(tǒng)的頻域特征量
習題
第7章　系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
7.1　穩(wěn)定性概述
7.2　Routh-Hurwitz穩(wěn)定性判據(jù)
7.2.1　Routh穩(wěn)定性判據(jù)
7.2.2　Hurwitz穩(wěn)定性判據(jù)
7.3　Nyqtlist穩(wěn)定性判據(jù)
7.3.1　基本原理
7.3.2　Nyquist法判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性舉例
7.3.3　具有延時環(huán)節(jié)的系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
7.4　系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性
7.4.1　相位裕量和幅值裕量
7，4.2　條件穩(wěn)定系統(tǒng)
7.5　應用實例
7.5.1　Routh-Hurwitz穩(wěn)定判據(jù)應用實例
7.5.2　Nyquist穩(wěn)定判據(jù)應用實例
7.5.3　相對穩(wěn)定性應用實例
7.6　穩(wěn)定性分析的MATLAB實現(xiàn)
7.6.1　利用MRTLAB求系統(tǒng)的特征根
7.6.2　利用MATLAB中的函數(shù)直接求解
思考題
習題
第8章　系統(tǒng)的校正設計
8.1　概述
8.1.1　系統(tǒng)的時域和頻域性能指標
8.1.2　校正的概念
8.1.3　校正的類型
8.2　串聯(lián)校正
8.2.1　增益校正
8.2.2　相位超前校正
8.2.3　相位滯后校正
8.2.4　相位滯后一超前校正
8.3　并聯(lián)校正
8.3.1　反饋校正
8.3.2　順饋校正
8.4　PID校正
8.4.1　PD控制作用
8.4.2　PI控制作用
8.4.3　PID控制作用
8.5　應用實例
8.5.1　電壓一轉(zhuǎn)角位置隨動系統(tǒng)
8.5.2　直流電機調(diào)速系統(tǒng)
8.6　系統(tǒng)校正的MATLAB實現(xiàn)
習題
參考文獻