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醉染图书自动控制原理9787302580744
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章绪论
1.1历史的回顾
1.2自动控制系统的基本概念
1.3自动控制系统的基本类型
1.3.1开环、闭环与复合控制系统
1.3.2连续系统与离散系统
1.3.3线系统与非线系统
1.3.4定常控制系统与时变控制系统
1.3.5恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统
1.4控制系统示例
1.4.1机床导轨的伺服控制系统
1.4.2机床导轨的伺服控制系统的基本原理
1.5对控制系统能的基本要求
本章小结
习题
第2章控制系统的数学模型
2.1控制系统的数学模型的概念
2.1.1系统的数学模型的建方
2.1.2线定常系统和线时变系统
2.2控制系统的时域数学模型
2.2.1系统的微分方程描述
2.2.2机床导轨的伺服控制系统的运动描述
2..非线微分方程的线化
.传递函数
..1传递函数的定义
..2传递函数的表达形式
..典型环节的传递函数
..4机床导轨的伺服控制系统的传递函数
2.4结构图
2.4.1结构图的建立
2.4.2机床导轨的伺服控制系统结构图
2.4.3结构图的等效变换
2.5信号流图
2.5.1信号流图的定义
2.5.2信号流图的常用术语
2.5.3系统的信号流图及绘制方法
2.5.4信号流图的变换法则与简化
2.5.5梅森增益公式
2.6反馈控制系统的传递函数
2.7MATLAB软件介绍imlink系统建模方法
2.7.1MATLAB软件介绍
2.7.2控制系统数学模型的种类
2.8用MATLAB求机床导轨的伺服控制系统的传递函数
本章小结
习题
第3章时域法
3.1引言
3.2控制系统的时域响应
3.3时域能指标
3.3.1典型输入信号
3.3.2动态能指标
3.3.3稳态能指标
3.4时域分析法
3.4.1稳定分析
3.4.2动态特分析
3.4.3稳态特分析
*3.5线系统的基本控制规律
*
本节为拓展知识,用二维码形式展现。
3.6时域法的应用
3.6.1机床导轨伺服控制系统的理论分析
3.6.2机床导轨伺服控制系统的Simulink分析
3.6.3P调节器的设计实例
本章小结
习题
第4章根轨迹法
4.1引言
4.2根轨迹法的基本概念
4.2.1根轨迹方程
4.2.2根轨迹方程的几何意义
4.3绘制根轨迹的基本规则
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根轨迹的分析法
4.5.1由根轨迹确定系统的闭环极点
4.5.2用极点来估算系统的能
4.5.3利用MATLAB软件绘制根轨迹法
4.6根轨迹的综合法
4.6.1根轨迹形状的改变
*
本小节为拓展知识,用二维码形式展现。
*4.6.2串联校正
4.7根轨迹法的应用
4.7.1利用MATLAB绘制实际系统的根轨迹
4.7.2根轨迹综合法的应用
本章小结
习题
第5章频域法
5.1引言
5.2频率特
5.2.1频率特的基本概念
5.2.2频率特的求取
5..频率特的图示方法
5.3系统的开环频率特
5.3.1典型环节的频率特
5.3.2开环频率特的绘制
5.3.3由伯德图确定传递函数
5.3.4频率特的实验确定法
5.4系统的闭环频率特
5.4.1单位反馈系统的闭环频率特
5.4.2等M圆图与等N圆图
5.4.3尼科尔斯图
5.4.4闭环频域指标
5.5频率响应分析法
5.5.1稳定分析
5.5.2稳态特和动态特分析
5.5.3应用MATLAB进行频域分析
5.6频率响应综合法
5.6.1串联校正
5.6.2反馈校正
5.7频域法的应用
5.7.1频域法的实例分析
5.7.2串联校正分析法的应用
本章小结
习题
第6章离散控制系统
6.1采样过程
6.1.1信号的采样
6.1.2信号的恢复与保持
6.2Z变换
6.2.1Z变换与Z反变换
6.2.2线定常离散系统的差分方程及其求解
6..离散控制系统的脉冲传递函数
6.2.4开环和闭环脉冲传递函数
6.2.5应用MATLAB建立离散系统的数学模型
6.3离散控制系统的特分析
6.3.1S平面到Z平面的映
6.3.2离散控制系统稳定的充要条件
6.3.3线离散系统的稳定判据
6.3.4离散控制系统的过渡过程分析
6.3.5离散控制系统的稳态误差分析
6.3.6利用MATLAB进行离散系统分析
6.4离散控制系统的根轨迹设计法
6.5离散控制系统的频域设计法
6.6等效模拟控制器综合法与数字P控制器
6.6.1等效模拟控制器综合法的基本思路
6.6.2控制器传递函数离散化的方法
6.6.3数字P算法
6.6.4机床导轨伺服系统的等效模拟控制器综合
本章小结
习题
第7章线系统的状态空间分析方法
7.1系统的状态空间描述
7.1.1状态与状态空间
7.1.2状态空间表达式
7.2状态空间表达式与传递函数之间的关系
7.3状态方程的线变换
7.3.1线变换
7.3.2系统矩阵的对角化
7.4线定常系统状态方程的解
7.4.1线定常连续系统状态方程的求解
7.4.2非齐次状态方程的解
本章小结
习题
第8章线系统的状态空间综合法
8.1系统的能控与能观测
8.1.1线定常连续系统的能控
8.1.2线定常连续系统的能观测
8.1.3对偶原理
8.1.4能控规范型与能观规范型
8.2线系统的结构分解
8.2.1系统按能控分解
8.2.2系统按能观测分解
8..线定常系统结构的规范分解
8.2.4传递函数中的零极对消
8.3稳定与李雅普诺夫稳定判据
8.3.1与稳定关的基本概念
8.3.2李雅普诺夫稳定的定义
8.3.3李雅普诺夫法
8.3.4李雅普诺夫第二法
8.4线定常系统的极点配置
8.4.1反馈控制系统的基本结构及设计
8.4.2极点配置
8.5状态观测器及其实现
8.5.1全维观测器的设计思想
8.5.2反馈矩阵的确定
8.6带观测器的状态反馈系统
8.6.1带观测器的状态反馈系统结构
8.6.2分离原理
本章小结
习题
*
本章为拓展知识,用二维码形式展现。
*第9章非线系统的分析
附录A拉普拉斯变换与反变换
附录B机床导轨的伺服控制系统实验平台
参考文献
喻晓红,四川自贡人,女, 副教授,2004年四川大学控制理论与控制工程专业硕士,从事自动控制原理等课程教学二十余年,现任职于成都大学信息科学与电气工程学院自动化系。发表十余遍,编著教材三本。
为配合卓越培养创新型应用人才的培养目标,同时配合工程教育专业认培养学生解决复杂工程问题的能力的培养要求,本书突出控制理论的工程实践指导。
本书较系统、全面的介绍了自动控制基础理论与应用。全书共分9 章,主要内容有:自动控制系统的基本概念和结构、微分方程、传递函数、结构图模型、连续系统时域分析、复域分析与校正、频域分析方法与校正、离散控制基础、状态空间分析和设计方法、非线控制理论等。本书以经典控制、现代控制理论为主,也兼顾了一些理论联系实际的工程应用内容。针对应用型高校培养工程应用人才的需求,各章节使用了一台自研的机床导轨位置控制系统作为实例,从系统建模到控制方法分析,结合理论教学,深入浅出进行分析和设计,以便读者理论联系实际,能真正理解自动控制原理对工程实际的理论指导作用。
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