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現代控制工程-(第五版)

包郵 現代控制工程-(第五版)

出版社:電子工業出版社出版時間:2017-05-01
開本: 32開 頁數: 684
本類榜單:教材銷量榜
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現代控制工程-(第五版) 版權信息

現代控制工程-(第五版) 本書特色

本書為自動控制系統的經典教材, 詳細介紹了連續控制系統(包括電氣系統、機械系統、流體動力系統和熱力系統)的數學模型建模方法, 動態系統的瞬態和穩態分析方法, 根軌跡分析和設計方法, 頻率域的分析和設計方法, 以及PID控制器和變形PID控制器的設計方法;同時還比較詳細地介紹了現代控制理論中的核心內容, 即狀態空間分析和設計方法。*后還簡要地介紹了20世紀80~90年代發展起來的稱為"后現代控制理論”的魯棒控制系統。全書自始至終貫穿了用MATLAB工具分析和設計各類控制系統問題。

現代控制工程-(第五版) 內容簡介

本書為自動控制系統的經典教材, 詳細介紹了連續控制系統(包括電氣系統、機械系統、流體動力系統和熱力系統)的數學模型建模方法, 動態系統的瞬態和穩態分析方法, 根軌跡分析和設計方法, 頻率域的分析和設計方法, 以及PID控制器和變形PID控制器的設計方法;同時還比較詳細地介紹了現代控制理論中的核心內容, 即狀態空間分析和設計方法。*后還簡要地介紹了20世紀80~90年代發展起來的稱為"后現代控制理論”的魯棒控制系統。全書自始至終貫穿了用MATLAB工具分析和設計各類控制系統問題。

現代控制工程-(第五版) 目錄

第1章 控制系統簡介
1.1 引言
1.1.1 控制理論和實踐發展史的簡單回顧
1.1.2 定義
1.2 控制系統舉例
1.2.1 速度控制系統
1.2.2 溫度控制系統
1.2.3 業務系統
1.2.4 魯棒控制系統
1.3 閉環控制和開環控制
1.3.1 反饋控制系統
1.3.2 閉環控制系統
1.3.3 開環控制系統
1.3.4 閉環與開環控制系統的比較
1.4 控制系統的設計和校正
1.4.1 性能指標
1.4.2 系統的校正
1.4.3 設計步驟
1.5 本書概況
第2章 控制系統的數學模型
2.1 引言
2.1.1 數學模型
2.1.2 簡化性和精確性
2.1.3 線性系統
2.1.4 線性定常系統和線性時變系統
2.2 傳遞函數和脈沖響應函數
2.2.1 傳遞函數
2.2.2 傳遞函數的說明
2.2.3 卷積積分
2.2.4 脈沖響應函數
2.3 自動控制系統
2.3.1 方框圖
2.3.2 閉環系統的方框圖
2.3.3 開環傳遞函數和前向傳遞函數
2.3.4 閉環傳遞函數
2.3.5 用MATLAB求串聯、并聯和反饋(閉環)傳遞函數
2.3.6 自動控制器
2.3.7 工業控制器分類
2.3.8 雙位或開-關控制作用
2.3.9 比例控制作用
2.3.10 積分控制作用
2.3.11 比例-加-積分控制作用
2.3.12 比例-加-微分控制作用
2.3.13 比例-加-積分-加-微分控制作用
2.3.14 擾動作用下的閉環系統
2.3.15 畫方框圖的步驟
2.3.16 方框圖的簡化
2.4 狀態空間模型
2.4.1 現代控制理論
2.4.2 現代控制理論與傳統控制理論的比較
2.4.3 狀態
2.4.4 狀態變量
2.4.5 狀態向量
2.4.6 狀態空間
2.4.7 狀態空間方程
2.4.8 傳遞函數與狀態空間方程之間的關系
2.4.9 傳遞矩陣
2.5 純量微分方程系統的狀態空間表達式
2.5.1 線性微分方程作用函數中不包含導數項的n階系統的狀態空間表達式
2.5.2 線性微分方程作用函數中包含導數項的n階系統的狀態空間表達式
2.6 用MATLAB進行數學模型變換
2.6.1 由傳遞函數變換為狀態空間表達式
2.6.2 由狀態空間表達式變換為傳遞函數
2.7 非線性數學模型的線性化
2.7.1 非線性系統
2.7.2 非線性系統的線性化
2.7.3 非線性數學模型的線性近似
例題和解答
習題
第3章 機械系統和電系統的數學模型
3.1 引言
3.2 機械系統的數學模型
3.3 電系統的數學模型
3.3.1 LRC電路
3.3.2 串聯元件的傳遞函數
3.3.3 復阻抗
3.3.4 無負載效應串聯元件的傳遞函數
3.3.5 電子控制器
3.3.6 運算放大器
3.3.7 反相放大器
3.3.8 非反相放大器
3.3.9 求傳遞函數的阻抗法
3.3.10 利用運算放大器構成的超前或滯后網絡
3.3.11 利用運算放大器構成的PID控制器
例題和解答
習題
第4章 流體系統和熱力系統的數學模型
4.1 引言
4.2 液位系統
4.2.1 液位系統的液阻和液容
4.2.2 液位系統
4.2.3 相互有影響的液位系統
4.3 氣動系統
4.3.1 氣動系統和液壓系統之間的比較
4.3.2 氣動系統
4.3.3 壓力系統的氣阻和氣容
4.3.4 壓力系統
4.3.5 氣動噴嘴-擋板放大器
4.3.6 氣動接續器
4.3.7 氣動比例控制器(力-距離型)
4.3.8 氣動比例控制器(力-平衡型)
4.3.9 氣動執行閥
4.3.10 獲得微分控制作用的基本原理
4.3.11 獲得氣動比例-加-積分控制作用的方法
4.3.12 獲得氣動比例-加-積分-加-微分控制作用的方法
4.4 液壓系統
4.4.1 液壓系統
4.4.2 液壓系統的優缺點
4.4.3 說明
4.4.4 液壓伺服系統
4.4.5 液壓積分控制器
4.4.6 液壓比例控制器
4.4.7 緩沖器
4.4.8 獲得液壓比例-加-積分控制作用的方法
4.4.9 獲得液壓比例-加-微分控制作用的方法
4.4.10 獲取液壓比例-加-積分-加-微分控制作用的方法
4.5 熱力系統
4.5.1 熱阻和熱容
4.5.2 熱力系統
例題和解答
習題
第5章 瞬態響應和穩態響應分析
5.1 引言
5.1.1 典型試驗信號
5.1.2 瞬態響應和穩態響應
5.1.3 絕對穩定性、相對穩定性和穩態誤差
5.2 一階系統
5.2.1 一階系統的單位階躍響應
5.2.2 一階系統的單位斜坡響應
5.2.3 一階系統的單位脈沖響應
5.2.4 線性定常系統的重要特性
5.3 二階系統
5.3.1 伺服系統
5.3.2 二階系統的階躍響應
5.3.3 瞬態響應指標的定義
5.3.4 關于瞬態響應指標的幾點說明
5.3.5 二階系統及其瞬態響應指標
5.3.6 帶速度反饋的伺服系統
5.3.7 二階系統的脈沖響應
5.4 高階系統
5.4.1 高階系統的瞬態響應
5.4.2 閉環主導極點
5.4.3 復平面上的穩定性分析
5.5 用MATLAB進行瞬態響應分析
5.5.1 引言
5.5.2 線性系統的MATLAB表示
5.5.3 在圖形屏幕上書寫文本
5.5.4 標準二階系統的MATLAB描述
5.5.5 求傳遞函數系統的單位階躍響應
5.5.6 用MATLAB繪制單位階躍響應曲線的三維圖
5.5.7 用MATLAB求上升時間、峰值時間、*大過調量和調整時間
5.5.8 脈沖響應
5.5.9 求脈沖響應的另一種方法
5.5.10 斜坡響應
5.5.11 在狀態空間中定義的系統的單位斜坡響應
5.5.12 求對任意輸入信號的響應
5.5.13 對初始條件的響應
5.5.14 對初始條件的響應(狀態空間法,情況1)
5.5.15 對初始條件的響應(狀態空間法,情況2)
5.5.16 利用命令Initial求對初始條件的響應
5.6 勞斯穩定判據
5.6.1 勞斯穩定判據簡介
5.6.2 特殊情況
5.6.3 相對穩定性分析
5.6.4 勞斯穩定判據在控制系統分析中的應用
5.7 積分和微分控制作用對系統性能的影響
5.7.1 積分控制作用
5.7.2 系統的比例控制
5.7.3 系統的積分控制
5.7.4 對轉矩擾動的響應(比例控制)
5.7.5 對轉矩擾動的響應(比例-加-積分控制)
5.7.6 微分控制作用
5.7.7 帶慣性負載系統的比例控制
5.7.8 帶慣性負載系統的比例-加-微分控制
5.7.9 二階系統的比例-加-微分控制
5.8 單位反饋控制系統中的穩態誤差
5.8.1 控制系統的分類
5.8.2 穩態誤差
5.8.3 靜態位置誤差常數Kp
5.8.4 靜態速度誤差常數Kv
5.8.5 靜態加速度誤差常數Ka
5.8.6 小結
例題和解答
習題
第6章 利用根軌跡法進行控制系統的分析和設計
6.1 引言
6.2 根軌跡圖
6.2.1 輻角和幅值條件
6.2.2 示例
6.2.3 根軌跡繪圖的一般規則
6.2.4 關于根軌跡圖的說明
6.2.5 G(s)的極點與H(s)的零點的抵消
6.2.6 典型的零-極點分布及其相應的根軌跡
6.2.7 小結
6.3 用MATLAB繪制根軌跡圖
6.3.1 用MATLAB繪制根軌跡圖
6.3.2 定常ζ軌跡和定常ωn軌跡
6.3.3 在根軌跡圖上繪制極網格
6.3.4 條件穩定系統
6.3.5 非*小相位系統
6.3.6 根軌跡與定常增益軌跡的正交性
6.3.7 求根軌跡上任意點的增益K值
6.4 正反饋系統的根軌跡圖
6.5 控制系統設計的根軌跡法
6.5.1 初步設計考慮
6.5.2 用根軌跡法進行設計
6.5.3 串聯校正和并聯(或反饋)校正
6.5.4 常用校正裝置
6.5.5 增加極點的影響
6.5.6 增加零點的影響
6.6 超前校正
6.6.1 超前校正裝置和滯后校正裝置
6.6.2 基于根軌跡法的超前校正方法
6.6.3 已校正與未校正系統階躍響應和斜坡響應的比較
6.7 滯后校正
6.7.1 采用運算放大器的電子滯后校正裝置
6.7.2 基于根軌跡法的滯后校正方法
6.7.3 用根軌跡法進行滯后校正設計的步驟
6.8 滯后-超前校正
6.8.1 利用運算放大器構成的電子滯后-超前校正裝置
6.8.2 基于根軌跡法的滯后-超前校正方法
6.9 并聯校正
6.9.1 并聯校正系統設計的基本原理
6.9.2 速度反饋系統
例題和解答
習題
第7章 用頻率響應法分析和設計控制系統
7.1 引言
7.1.1 求系統對正弦輸入信號的穩態輸出
7.1.2 用圖形表示頻率響應特性
7.2 伯德圖
7.2.1 伯德圖或對數坐標圖
7.2.2 G(jω)H(jω)的基本因子
7.2.3 增益K
7.2.4 積分和微分因子(jω)1
7.2.5 一階因子(1 jωT)1
7.2.6 二階因子[1 2 ζ(jω/ωn) (jω/ωn)2]1
7.2.7 諧振頻率ωr和諧振峰值Mr
7.2.8 繪制伯德圖的一般步驟
7.2.9 *小相位系統和非*小相位系統
7.2.10 傳遞延遲
7.2.11 系統類型與對數幅值曲線之間的關系
7.2.12 靜態位置誤差常數的確定
7.2.13 靜態速度誤差常數的確定
7.2.14 靜態加速度誤差常數的確定
7.2.15 用MATLAB繪制伯德圖
7.2.16 繪制定義在狀態空間中的系統的伯德圖
7.3 極坐標圖
7.3.1 積分和微分因子(jω)1
7.3.2 一階因子(1 jωT)1
7.3.3 二階因子[1 2ζ(jω/ωn) (jω/ωn)2]1
7.3.4 極坐標圖的一般形狀
7.3.5 用MATLAB繪制奈奎斯特圖
7.3.6 注意事項
7.3.7 繪制定義在狀態空間中的系統的奈奎斯特圖
7.4 對數幅-相圖
7.5 奈奎斯特穩定判據
7.5.1 預備知識
7.5.2 映射定理
7.5.3 映射定理在閉環系統穩定性分析中的應用
7.5.4 奈奎斯特穩定判據
7.5.5 關于奈奎斯特穩定判據的幾點說明
7.5.6 G(s)H(s)含有位于jω軸上的極點和(或)零點的特殊情況
7.6 穩定性分析
7.6.1 條件穩定系統
7.6.2 多回路系統
7.6.3 應用于逆極坐標圖上的奈奎斯特穩定判據
7.7 相對穩定性分析
7.7.1 相對穩定性
7.7.2 通過保角變換進行相對穩定性分析
7.7.3 相位裕量和增益裕量
7.7.4 關于相位裕量和增益裕量的幾點說明
7.7.5 用MATLAB求增益裕量、相位裕量、相位交界頻率和增益交界頻率
7.7.6 諧振峰值幅值Mr
展開全部

現代控制工程-(第五版) 作者簡介

Katsuhiko Ogata,1956年畢業于美國加州大學伯克利分校,獲得工程學博士學位,現為美國明尼蘇達大學退休教授,出版了多部自動控制理論和工程應用方面的書籍。

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