★本書(shū)是在編者廣泛參考國內外優(yōu)秀教材內容及體系結構,結合編者的教學(xué)經(jīng)驗及研究體會(huì )編寫(xiě)而成。
★力求內容系統全面、概念清晰完整;重點(diǎn)概念闡明原始問(wèn)題來(lái)源,用實(shí)例指明其實(shí)質(zhì),歸納出相關(guān)研究結論,意在培養學(xué)生研究思維。
★為使讀者便于了解相關(guān)理論的應用鄰域,便于對理論及方法的理解和掌握,書(shū)中配有豐富的應用例題和習題。
《自動(dòng)控制原理(下)》根據高等學(xué)校本科自動(dòng)控制原理課程的教學(xué)要求編寫(xiě),比較全面地闡述了經(jīng)典控制理論的線(xiàn)性離散控制系統、非線(xiàn)性控制系統和現代控制理論基礎部分的基本內容。全書(shū)共分三篇(線(xiàn)性離散控制系統篇、非線(xiàn)性控制系統基礎篇、現代控制理論基礎篇),共7章,包括線(xiàn)性離散控制系統建模、分析及數字控制器設計方法,經(jīng)典非線(xiàn)性控制系統分析的相平面法和描述函數法,現代控制理論中系統建模、分析及綜合設計的狀態(tài)空間法。
《自動(dòng)控制原理(下)》為《自動(dòng)控制原理(下)》,上冊(《自動(dòng)控制原理(上)》謝昭莉主編)包括控制基礎篇、系統分析篇、系統設計篇、應用篇四部分內容。
《自動(dòng)控制原理(下)》可作為高等學(xué)校自動(dòng)化、電氣工程及自動(dòng)化、機械工程及自動(dòng)化、熱力工程、通信工程、電子信息工程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的“自動(dòng)控制原理”課程的教材,也可作為自動(dòng)化相關(guān)專(zhuān)業(yè)研究生和工程技術(shù)人員的參考書(shū)。
前言
緒論
第五篇 線(xiàn)性離散控制系統篇
第8章 線(xiàn)性離散控制系統
8.1 概述
8.1.1 離散控制系統簡(jiǎn)介
8.1.2 離散控制系統的特點(diǎn)和研究方法
8.2 信號采樣與恢復
8.2.1 信號采樣
8.2.2 采樣定理
8.2.3 信號恢復
8.3 z變換
8.3.1 z變換的定義
8.3.2 z變換的方法
8.3.3 z變換的基本定理
8.3.4 z反變換
8.4 離散控制系統的數學(xué)模型
8.4.1 差分方程
8.4.2 脈沖傳遞函數
8.4.3 離散控制系統的動(dòng)態(tài)結構圖
8.5 離散控制系統的性能分析
8.5.1 穩定性
8.5.2 動(dòng)態(tài)性能
8.5.3 穩態(tài)誤差
8.6 離散控制系統的數字校正
8.6.1 模擬控制器的離散化
8.6.2 根軌跡法校正
8.6.3 頻率特性法校正
8.6.4 數字控制器直接設計法
小結
習題
第六篇 非線(xiàn)性控制系統基礎篇
第9章 非線(xiàn)性控制系統
9.1 概述
9.1.1 非線(xiàn)性系統
9.1.2 常見(jiàn)的非線(xiàn)性特性
9.1.3 非線(xiàn)性控制系統的特點(diǎn)
9.2 相平面法
9.2.1 相平面法的基本概念
9.2.2 相平面圖的繪制
9.2.3 非線(xiàn)性控制系統的相平面分析
9.3 描述函數法
9.3.1 描述函數法的基本概念
9.3.2 非線(xiàn)性特性的描述函數
9.3.3 非線(xiàn)性控制系統的描述函數法分析
9.4 改善非線(xiàn)性控制系統性能的措施
9.4.1 改變線(xiàn)性部分的參數和結構
9.4.2 改變非線(xiàn)性特性
9.4.3 非線(xiàn)性特性的利用
小結
習題
第七篇 現代控制理論基礎篇
第10章 控制系統的狀態(tài)空間描述
10.1 控制系統及其描述
10.1.1 控制系統
10.1.2 控制系統的特性與分類(lèi)
10.1.3 控制系統的輸入輸出描述
10.2 控制系統的狀態(tài)空間模型
10.2.1 基本概念
10.2.2 線(xiàn)性系統的狀態(tài)空間描述
10.2.3 狀態(tài)空間描述的模擬結構圖
10.3 系統狀態(tài)空間表達式的建立
10.3.1 由系統的模擬結構圖建立狀態(tài)空間表達式
10.3.2 由系統的物理機理直接建立狀態(tài)空間表達式
10.3.3 由系統的微分方程或傳遞函數建立狀態(tài)空間描述
10.4 狀態(tài)空間描述的線(xiàn)性變換
10.4.1 線(xiàn)性變換
10.4.2 系統的特征值和特征向量
10.4.3 化狀態(tài)空間表達式為對角線(xiàn)標準型
10.4.4 化狀態(tài)空間表達式為約當標準型
10.5 由狀態(tài)空間描述求傳遞函數陣
10.5.1 系統的傳遞函數矩陣
10.5.2 系統的輸入輸出描述與狀態(tài)空間描述方法比較
10.6 組合系統的狀態(tài)空間描述和傳遞函數陣
10.6.1 并聯(lián)組合系統
10.6.2 串聯(lián)組合系統
10.6.3 輸出反饋系統
10.7 離散系統的狀態(tài)空間描述
10.8 系統模型的計算機表示及轉換
10.8.1 模型的建立與轉換
10.8.2 建立組合系統的狀態(tài)空間描述
小結
習題
第11章 線(xiàn)性控制系統的動(dòng)態(tài)分析
11.1 線(xiàn)性時(shí)變系統狀態(tài)方程的求解
11.1.1 線(xiàn)性時(shí)變系統狀態(tài)方程解的存在性與唯一性
11.1.2 線(xiàn)性齊次微分方程組的解空間
11.1.3 系統的狀態(tài)轉移矩陣
11.1.4 系統狀態(tài)轉移矩陣的性質(zhì)
11.1.5 系統的自由運動(dòng)
11.1.6 線(xiàn)性時(shí)變系統的一般運動(dòng)
11.1.7 線(xiàn)性時(shí)變系統狀態(tài)轉移矩陣Φ(t,t0)的計算
11.2 線(xiàn)性時(shí)不變系統狀態(tài)方程的求解
11.2.1 狀態(tài)轉移矩陣
11.2.2 狀態(tài)轉移矩陣的性質(zhì)
11.2.3 狀態(tài)轉移矩陣Φ(t)的計算
11.2.4 線(xiàn)性時(shí)不變系統的運動(dòng)
11.3 線(xiàn)性連續系統狀態(tài)空間表達式的離散化
11.3.1 線(xiàn)性時(shí)變系統的離散化
11.3.2 線(xiàn)性時(shí)不變系統的離散化
11.3.3 近似離散化
11.4 離散系統狀態(tài)方程的解
11.4.1 遞推法
11.4.2 z變換法
小結
習題
第12章 線(xiàn)性時(shí)不變系統的能控性和能觀(guān)性
12.1 系統的能控性及其判別
12.1.1 能控性定義
12.1.2 能控性判據
12.2 系統的能觀(guān)性及其判別
12.2.1 能觀(guān)性定義
12.2.2 能觀(guān)性判據
12.3 能控性與能觀(guān)性的對偶關(guān)系
12.3.1 對偶系統
12.3.2 對偶原理
12.4 約當型方程的能控性、能觀(guān)性
12.4.1 線(xiàn)性變換不改變系統的能控性、能觀(guān)性判據
12.4.2 約當型方程的能控性、能觀(guān)性判據
12.5 線(xiàn)性離散系統的能控性與能觀(guān)性
12.5.1 能控性
12.5.2 能觀(guān)性
12.6 線(xiàn)性時(shí)不變系統結構分解
12.6.1 系統狀態(tài)空間結構及子空間的性質(zhì)
12.6.2 系統的結構分解
12.7 線(xiàn)性時(shí)不變系統的標準型與最小實(shí)現
12.7.1 化系統狀態(tài)空間描述為能控規范型
12.7.2 線(xiàn)性時(shí)不變系統的最小實(shí)現
小結
習題
第13章 系統的運動(dòng)穩定性
13.1 BIBO穩定性
13.1.1 BIBO穩定的概念
13.1.2 判據
13.2 李雅普諾夫穩定性定義
13.2.1 系統的平衡狀態(tài)
13.2.2 李雅普諾夫穩定性的幾個(gè)定義
13.3 李雅普諾夫第一法
13.3.1 線(xiàn)性系統的穩定判據
13.3.2 非線(xiàn)性系統的穩定性
13.3.3 系統內部穩定和外部穩定的關(guān)系
13.4 李雅普諾夫第二法
13.4.1 預備知識
13.4.2 李雅普諾夫第二法的判穩定理
13.5 線(xiàn)性系統穩定性分析
13.5.1 線(xiàn)性時(shí)不變連續系統漸近穩定的判別
13.5.2 線(xiàn)性時(shí)不變離散系統漸近穩定的判別
13.5.3 線(xiàn)性時(shí)變連續系統漸近穩定的判別
13.6 李雅普諾夫方法在非線(xiàn)性系統中的應用
13.6.1 克拉索夫斯基法
13.6.2 變量梯度法
小結
習題
第14章 線(xiàn)性時(shí)不變系統的綜合
14.1 反饋控制系統的基本結構
14.1.1 狀態(tài)反饋
14.1.2 輸出反饋
14.1.3 反饋控制系統的能控能觀(guān)性
14.2 狀態(tài)反饋系統的極點(diǎn)配置
14.2.1 極點(diǎn)配置定理
14.2.2 系統極點(diǎn)配置
14.2.3 狀態(tài)反饋的應用——狀態(tài)反饋下閉環(huán)系統的鎮定問(wèn)題
14.3 狀態(tài)重構與狀態(tài)觀(guān)測器的設計
14.3.1 狀態(tài)估計
14.3.2 全維觀(guān)測器設計
14.3.3 降維觀(guān)測器
14.4 帶觀(guān)測器的狀態(tài)反饋系統的綜合
14.4.1 系統的描述
14.4.2 閉環(huán)系統的基本特性
小結
習題
參考文獻