基本信息
书名:自动控制原理与系统(第2版)
定价:48.00元
作者:叶明超黄海
出版社:北京理工大学出版社
出版日期:2013-02-01
ISBN:9787564072575
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装
开本:12k
商品重量:0.422kg
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内容提要
《自动控制原理与系统(第2版)》由叶明超、黄海主编,介绍了经典控制理论的基本概念、基本理论和控制系统的基本分析方法及实际应用。主要内容有:自动控制的基本概念、控制系统的数学模型、控制系统的时域分析法和频域分析法、控制系统的校正、直流调速系统、直流脉宽调速系统、位置随动系统、交流变频调速系统、控制系统实例介绍等。各章均配有内容提要、小结和大量习题。
本书中给出了大量的应用实例,并针对实例中的问题由浅入深地给出了解决方法。全书力求突出物理概念、定性分析,回避烦琐的数学推导,叙述深入浅出,通俗易懂。
《自动控制原理与系统(第2版)》可作为普通高校电气技术、自动化技术、机电一体化技术以及电子技术等电类专业学生的教学用书,也可作为从事自动化工作的工程技术人员的参考用书。
目录
第1章 自动控制的基本概念
1.1 自动控制理论概述
1.2 简要历史
1.3 自动控制系统的组成
1.3.1 人工控制与自动控制
1.3.2 自动控制的基本概念与组成
1.3.3 系统术语
1.3.4 自动控制系统的方块图表示
1.4 自动控制系统的分类
1.4.1 开环控制系统和闭环控制系统
1.4.2 定值、随动和程序控制系统
1.4.3 线性和非线性控制系统
1.4.4 连续和离散控制系统
1.4.5 单变量和多变量控制系统
1.5 自动控制系统举例
1.5.1 温度控制系统
1.5.2 位置随动系统
1.5.3 自动调速系统
1.6 自动控制系统的基本要求
1.7 本课程的学习任务与学习要求
本章小结
习题1
第2章 拉普拉斯变换及其应用
2.1 拉氏变换的概念
2.2 拉氏变换的运算定理
2.3 拉氏反变换
2.4 拉氏变换应用举例
本章小结
习题2
第3章 自动控制系统的数学模型
3.1 控制系统的微分方程
3.1.1 控制系统微分方程的建立
3.1.2 控制系统微分方程的求解
3.2 传递函数
3.2.1 传递函数的定义
3.2.2 传递函数的求取
32.3 传递函数的性质
3.3 控制系统的动态结构图
3.3.1 动态结构图的组成与画法
3.3.2 动态结构图的等效变换及化简
3.3.3 用公式法求传递函数
3.4 典型环节的数学模型及阶跃响应
3.4.1 典型环节的数学模型
3.4.2 典型环节的传递函数及阶跃响应
3.5 控制系统的传递函数
本章小结
习题3
第4章 控制系统的时域分析法
4.1 典型控制过程及性能指标
4.1.1 典型初始状态
4.1.2 典型输入信号
4.1.3 阶跃响应的性能指标
4.2 一阶系统的时域分析
4.3 二阶系统的时域分析
4.4 系统稳定性分析
4.4.1 稳定的基本概念
4.4.2 线性系统稳定的充分必要条件
4.4.3 劳斯稳定判据
4.4.4 两种特殊情况
4.4.5 劳斯稳定判据在系统分析中的应用
4.5 稳态性能的时域分析
4.5.1 稳态误差的基本概念
4.5.2 系统类型
4.5.3 参考输入信号作用下的稳态误差
4.5.4 扰动输入信号作用下的稳态误差
本章小结
习题4
第5章 控制系统的频域分析法
5.1 频率特性的概念
5.1.1 频率特性的基本概念
5.1.2 频率特性与传递函数的关系
5.1.3 频率特性的性质
5.1.4 频率特性的图形表示方法
5.2 典型环节的伯德图
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 比例微分环节
5.2.6 振荡环节
5.2.7 一阶不稳定环节
5.2.8 小相位系统的概念
5.3 系统开环对数频率特性曲线的绘制
5.3.1 系统开环对数频率特性曲线绘制的一般步骤
5.3.2 开环对数频率特性曲线绘制举例
5.4 系统稳定性的频域分析
5.4.1 对数频率稳定判据
5.4.2 稳定裕量
5.5 动态性能的频域分析
5.5.1 三频段的概念
5.5.2 典型系统
本章小结
习题5
第6章 自动控制系统的校正
6.1 常用校正装置
6.1.1 无源校正装置
6.1.2 有源校正装置
6.2 串联校正
6.2.1 串联比例校正
6.2.2 串联比例微分校正
6.2.3 串联比例积分校正
6.2.4 串联比例积分微分校正
6.3 反馈校正
6.4 前馈控制的概念
本章小结
习题6
第7章 直流调速系统
7.1 直流调速系统概述
7.1.1 直流调速系统的基本概念
7.1.2 直流调速的三种方式
7.1.3 调压调速的三种主要形式
7.1.4 直流调速系统的性能指标
7.2 单闭环直流调速系统
7.2.1 闭环调速系统常用调节器
7.2.2 单闭环直流调速系统
7.2.3 无静差调速系统概述及积分控制规律
7.3 带电流截止负反馈的闭环调速系统
7.3.1 电流截止负反馈的引入
7.3.2 带电流截止负反馈的闭环调速系统静特性
7.3.3 带电流截止负反馈的闭环调速系统启动过程
7.4 闭环调速系统设计实例
本章小结
习题7
第8章 PWM直流脉宽调速系统
8.1 直流脉宽调制电路的工作原理
8.1.1 不可逆、无制动力PwM变换器
8.1.2 不可逆、有制动力PwM变换器
8.1.3 可逆PWM变换器
8.2 脉宽调速系统的控制电路
8.2.1 直流脉宽调制器
8.2.2 逻辑延时电路
8.2.3 基极驱动电路和保护电路
8.3 PwM直流调速装置的系统分析
8.3.1 总体结构
8.3.2 PwM脉宽调制变换器的传递函数
8.3.3 系统分析
8.4 由PwM集成芯片组成的直流脉宽调速系统实例
8.4.1 SGl731芯片简介
8.4.2 由sGl731组成的直流调速系统。本章小结
习题8
第9章 位置随动系统
9.1 位置随动系统组成及其基本特征
9.1.1 位置随动系统的组成
9.1.2 位置随动伺服系统的分类
9.1.3 随动伺服系统的控制方式
9.2 位置伺服系统的部件功能及工作原理
9.2.1 位置检测元件
9.2.2 执行元件
9.2.3 相敏整流与滤波电路
9.2.4 放大电路
9.3 位置随动伺服系统的控制特点与实例分析
9.3.1 系统组成原理图
9.3.2 系统组成框图
9.3.3 系统自动调节过程
9.4 位置伺服系统的控制性能分析与校正设计
9.4.1 系统的稳态性能分析
9.4.2 系统的动态性能分析
本章小结
习题9
第10章 异步交流电动机变频调速系统
10.1 交流变频调速的基本概念
10.1.1 交流调速系统简介
10.1.2 交流变频调速的基本控制方式
10.2 标量控制的变频调速系统
10.2.1 控制输出电压的方式
10.2.2 U/F比例控制方式
10.2.3 转差频率控制方式
10.3 矢量控制的调速系统
10.3.1 基于转差频率控制的矢量控制方式
10.3.2 无速度传感器的矢量控制方式
10.4 脉宽调制型交流变频调速系统
10.4.1 PWM型变频器工作原理
10.4.2 PwM型变频调速系统的主电路
10.4.3 PwM型变频调速系统的控制电路
本章小结
习题10
第11章 复杂自控系统建模实例——两轮自平衡小车
11.1 两轮自平衡小车简介
11.2 两轮自平衡小车的工作原理
11.3 倒立摆的分类及研究的意义
11.3.1 倒立摆的分类
11.3.2 倒立摆研究的意义
11.4 倒立摆模型——复杂控制系统的研究方法
11.4.1 控制理论的发展历程及系统控制的基本方法
11.4 ,2非线性系统的线性化方法
11.5 自平衡小车的硬件组成及建模分析
11.5.1 自平衡小车的系统结构
11.5.2 自平衡小车系统的硬件组成及实现
11.6 两轮自平衡小车的建模
11.6.1 小车车体的运动分析
11.6.2 动力学建模
11.7 系统非线性模型的线性化
11.7.1 基于泰勒级数的近似线性化方法求解过程
11.7.2 对具体两轮自平衡小车的近似化线性模型
11.8 不同的线性化模型的Matlab性能仿真比较
11.8.1 两种模型的可控角范围比较
11.8.2 在可控范围内的性能比较
11.8.3 系统抗干扰能力的比较
11.8.4 灵敏度的比较
本章小结
附录
附录一自动控制原理虚拟实验系统的开发与应用
附录二自动控制技术常用术语中、英文对照
参考文献
作者介绍
文摘
序言
这本书的尺寸和重量都比较适合携带,即使是经常需要出差的我,也能够轻松地将其放入背包中。我是一名工程项目的技术负责人,在项目实施过程中,我经常需要快速查阅和理解相关的技术资料,以应对项目中出现的各种技术挑战。我希望这本书能够成为我案头的常备参考书,它能够提供对自动控制系统设计、分析和实现过程的全面指导。我特别关注书中关于系统建模和仿真工具的介绍。在实际项目中,我们常常需要建立精确的系统模型,并利用仿真工具来预测系统的行为,优化控制器参数,并验证设计的可行性。我希望书中能够提供对常用建模方法(如物理建模、辨识建模)的详细介绍,并对MATLAB/Simulink等仿真平台的使用进行深入讲解,例如如何搭建仿真模型、进行参数调优、以及分析仿真结果。我还需要书中能够提供一些关于控制器选型和设计方法的实用指南,例如如何根据系统的性能指标和约束条件,选择最合适的控制器类型(如PID、模糊、MPC等),以及如何进行有效的参数整定。对于实际工程项目中的常见问题,例如系统时延、传感器噪声、执行器饱和等,我希望书中能够提供一些有效的处理方法和设计策略。如果书中能够包含一些不同行业(如航空航天、汽车、机器人、电力)的典型应用案例,并对其控制系统的设计思路和实现细节进行分析,那将对我非常有价值。
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评分这本书的封面设计相当简洁大气,正如其名“自动控制原理与系统”,透露出一种严谨而专业的学术气息。拿到手后,厚度适中,纸张的触感也比较舒服,翻阅时没有廉价感,印刷清晰,文字排版也很规整,这对于长时间阅读和学习来说非常重要,能有效减少视觉疲劳。我个人一直对复杂系统如何被精确调控和维持稳定运行充满好奇,这本书的名字恰好触及了这个核心。虽然我还没深入到具体章节,但从目录和前言的字里行间,我能感受到作者们在力求将一套深奥的理论体系以一种更加清晰、易于理解的方式呈现给读者,这对于初学者来说无疑是巨大的福音。我特别期待书中能够包含一些经典控制系统的案例分析,例如航空航天的姿态控制、工业生产线上的机器人手臂协调、甚至是家用空调的温度调节,这些贴近生活的例子能帮助我们更好地将抽象的理论与实际应用联系起来,理解其背后的科学原理。同时,我也希望书中能在理论推导和公式讲解上做到详略得当,既要保证严谨性,又要避免过于晦涩难懂,让读者在掌握核心概念的同时,也能体会到数学工具的强大力量。书中的一些图表和示意图的设计质量也至关重要,它们应当能够直观地展示系统的动态行为、传递函数的关系以及各种控制策略的效果,帮助我们建立起对系统模型和响应的清晰认知。总而言之,这本书给我的第一印象非常积极,它承载着我学习自动控制知识的期望,我期待着它能带领我进入一个充满智慧和创造力的领域,解锁那些隐藏在技术背后的奥秘。
评分这本书的印刷质量相当不错,字迹清晰,没有出现模糊或重影的现象。我是一名对科学技术充满热情的研究生,我希望通过这本书能够对自动控制领域有一个更系统、更深入的认识,为我未来的研究打下坚实的基础。我期待书中能够涵盖更广泛的控制理论,例如最优控制、鲁棒控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制等。我希望这些理论的介绍不仅停留在概念层面,更能够深入探讨其数学原理、算法实现以及在各种复杂系统中的应用。例如,在最优控制方面,我希望能够看到对LQR(线性二次调节器)和模型预测控制(MPC)等经典方法的详细阐述,以及它们在解决优化控制问题中的优势。在鲁棒控制方面,我希望能够了解到如何设计控制器来应对系统参数的不确定性和外部干扰。我尤其对书中是否包含一些关于复杂系统,如分布式控制系统、多智能体系统、网络化控制系统等的研究进展感兴趣。这些是当前控制理论研究的热点领域,如果本书能够有所涉猎,将非常有启发性。此外,我希望书中能够提供一些关于控制系统设计与仿真工具的介绍,如MATLAB/Simulink、Python等,并结合实例演示如何使用这些工具进行系统建模、仿真和分析。能够有一些前沿的研究方向和开放性问题,能够激发我的思考和研究兴趣。
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