自动控制原理
2009-7
高等教育出版社
王艳红 著
175
随着科学技术的飞速发展，自动控制系统在工农业生产、国防科技和国民经济各个领域得到了广泛的应用。“自动控制原理”是电气自动化、机电一体化、计算机等非自动化专业的一门重要的技能基础课。本书是根据教育部《关于加强高职高专教育培养工作的意见》精神，针对高等职业技术教育特点编写的教材，由长期讲授“自动控制原理”课程的教师，在高职高专新的教育理念和模式的基础上编写。结合新的职教方法和高职学生的实际情况，本书采用“单元设计”代替传统的章节设置，有利于“基于工作过程的项目化教学”教学方式的进行，使学生更好地掌握自动控制原理相关的知识应用。书中应用了国际控制界最流行的MATLAB软件对实际项目进行仿真，以加深对自动控制原理抽象理论的理解和掌握。 本书针对高职高专学生的特点，力争以工程实际应用为主线，理论叙述尽量从工程观点删繁就简，内容力求少而精，减少了公式中较复杂的数学推导，重点突出，加强基本概念和分析方法的理解，侧重应用。本书介绍了经典控制理论的基本概念、基本理论及基本分析方法，并着重结合控制理论的实际应用项目进行了分析。全书共七部分，内容包括：绪论、控制系统的数学模型、控制系统的时域分析、控制系统的频域分析、控制系统的校正、采样控制系统及附录部分。书中的大量实例和习题来源于工程实际，各章结合书本内容对实例均进行了MATLAB软件分析和设计、小结并设置了习题，便于读者学习。在附录中介绍了MATLAB在控制理论应用中的相关内容及拉普拉斯变换知识，供学习中参考。 全书由北京工业职业技术学院王艳红教授任主编，北京工业职业技术学院张普庆、河南理工大学教授王新任副主编，北京工业职业技术学院张春芝副教授、王怀群副教授、河南理工大学乔美英副教授及程相波讲师也参加了本书的编写工作。 由于时间仓促和新的高职教学理念的应用，加之水平有限，不足之处在所难免，恳请广大读者及同行批评指正。
《自动控制原理》是根据教育部《关于加强高职高专教育培养工作的意见》精神，由长期讲授高职高专《自动控制原理》课程的几位教师合作编写的一本新高职教育理念下的教材。《自动控制原理》通篇采用“项目化教学”，对每个单元结合实际应用进行设计，使学生更好地掌握自动控制原理相关内容，书中应用了国际控制界最流行的MATLAB软件对实际项目进行仿真，以加深对自动控制原理抽象理论的理解。 《自动控制原理》介绍了经典控制理《自动控制原理》概念、基本理论及基本分析方法，并着重结合控制理论的实际应用项目进行了分析。《自动控制原理》《自动控制原理》共七部分，内容包括绪论、控制系统的数学模型、控制系统的时域分析、控制系统的频域分析、控制系统的校正、采样控制系统及附录部分。书中的大量实例和习题来源于工程实际，各章结合书本内容对实例均进行了MATLAB软件分析和设计，并设置了小结及习题，便于读者学习。 《自动控制原理》可作为高职高专院校及成人院校电气自动化技术、自动化、机电一体化、仪表及检测等专业的教材。
第1章 绪论§1.1 自动控制理论的发展史及内容§1.2 自动控制的基本原理与方式§1.3 控制系统的分类§1.4 对自动控制系统性能的基本要求§1.5 MATLAB软件及其应用简介本章小结思考题与习题第2章 控制系统的数学模型§2.1 预备知识：控制系统的数学模型§2.2 项目l：建立控制系统的微分方程§2.3 项目2：求取控制系统的传递函数§2.4 项目3：建立控制系统的动态结构图§2.5 项目4：由动态结构图求取控制系统的传递函数本章小结思考题与习题第3章 控制系统的时域分析§3.1 预备知识：典型输入信号和时域性能指标§3.2 项目1：控制系统的稳定性分析§3.3 项目2：一阶控制系统的动态性能分析§3.4 项目3：二阶控制系统的动态性能分析§3.5 项目4：控制系统的稳态误差分析§3.6 项目5：控制系统的时域分析应用本章小结思考题与习题第4章 控制系统的频域分析§4.1 预备知识：控制系统的频率特性§4.2 项目1：控制系统的开环频率特性§4.3 项目2：用频域法分析控制系统的稳定性§4.4 项目3：用频域法分析控制系统的性能指标§4.5 项目4：控制系统的频域分析应用本章小结思考题与习题第5章 控制系统的校正§5.1 预备知识：系统校正概述§5.2 项目1：串联校正装置§5.3 项目2：串联校正的理论设计方法§5.4 项目3：利用复合校正消除稳态误差§5.5 项目4：控制系统的工程设计本章小结思考题与习题第6章 采样控制系统§6.1 预备知识：采样控制系统基础§6.2 项目1：z变换§6.3 项目2：差分方程的建立与求解§6.4 项目3：脉冲传递函数§6.5 项目4：采样控制系统的稳定性分析§6.6 项目5：采样控制系统的性能分析本章小结思考题与习题附录附录Ⅰ：MATLAB语言及其在控制系统中的应用附录Ⅰ：拉普拉斯变换参考文献
§1.3 控制系统的分类 随着自动控制技术的飞速发展和控制理论的日趋完善，自动控制的应用渗透到各个领域，出现了各式各样的控制系统。为了研究方便，从不同的角度对控制系统进行分类，分类的目的是为了选择恰当的方法对系统进行分析和设计。本书自动控制系统的分类方法如下。 一、按控制方式分 按控制方式，自动控制系统分为开环控制系统；闭环控制系统；反馈控制系统；复合控制系统。 二、按给定输入信号的变化规律分 按给定输入信号的变化规律，自动控制系统分为恒值系统、随动系统和程序控制系统。 若系统的给定值为一定值，而控制任务就是克服扰动，使被控量保持恒值，则为恒值系统； 若系统的给定值按照事先不知道的时间函数变化，并要求被控量跟随给定值变化，则为随动系统； 若系统的给定值按一定的时间函数变化，并要求被控量随之变化，则为程序控制系统。 三、按系统中元件的特性分 按系统中元件的特性，自动控制系统分为线性控制系统和非线性控制系统。 若一个系统中所有的元器件均为线性元器件，则该系统称为线性系统； 若系统中有一个非线性元器件，则该系统称为非线性系统。 四、按系统的数学模型分 按系统的数学模型，自动控制系统分为定常系统和时变系统。 从系统的数学模型来看，若微分方程的系数不是时间变量的函数，则称为定常系统，否则称为时变系统。
