定 價(jià):32 元
叢書(shū)名:新工科人才培養(yǎng)?電氣信息類(lèi)應(yīng)用型系列規(guī)劃教材
- 作者:吳健珍 著
- 出版時(shí)間:2021/2/1
- ISBN:9787113274405
- 出 版 社:中國(guó)鐵道出版社
- 中圖法分類(lèi):TP13
- 頁(yè)碼:168
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開(kāi)本:16開(kāi)
本書(shū)闡述了經(jīng)典的自動(dòng)控制基本理論分析和設(shè)計(jì)方法。全書(shū)共分6章,主要內(nèi)容包括自動(dòng)控制的基本概念、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、控制系統(tǒng)的時(shí)域分析、根軌跡法、控制系統(tǒng)的頻域分析以及控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)。
本書(shū)圖文并茂,內(nèi)容較為全面,理論闡述深入淺出,簡(jiǎn)化了理論推導(dǎo),重在應(yīng)用。各章附有豐富的例題和層次不一的課后習(xí)題,可滿足不同層次讀者的需求。
本書(shū)適合作為普通高等院校自動(dòng)化及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)(如電氣工程及自動(dòng)化、電子信息工程等專(zhuān)業(yè))自動(dòng)控制理論的本科生教材,也可作為自動(dòng)化相關(guān)專(zhuān)業(yè)考研學(xué)生和從事控制工程的技術(shù)人員的參考書(shū)。
本書(shū)理論知識(shí)力求通俗易懂、深入淺出,著重培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí);案例與習(xí)題性,精心編排、由淺入深,囊括眾多高校的研究生入學(xué)試題,注重培養(yǎng)、提高學(xué)生的應(yīng)用能力。
為推動(dòng)新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí),政府相繼實(shí)施“一帶一路”、“中國(guó)制造2025”等重大強(qiáng)國(guó)政策,這對(duì)工程領(lǐng)域技術(shù)人員的素質(zhì)和能力提出了更高的要求,對(duì)工程教育的改革和發(fā)展也提出了更高的期望。自動(dòng)控制技術(shù)作為20世紀(jì)發(fā)展Z快、21世紀(jì)Z重要的高新技術(shù)之一,在過(guò)程控制、航天航空、導(dǎo)彈制導(dǎo)、人工智能及自動(dòng)駕駛等高尖技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來(lái)越深入和廣泛。在工業(yè)、經(jīng)濟(jì)、生物、管理、社會(huì)學(xué)等各種領(lǐng)域,自動(dòng)控制理論也得到了廣泛的應(yīng)用。自動(dòng)控制技術(shù)已成為現(xiàn)代化社會(huì)不可或缺的一個(gè)組成部分。
“自動(dòng)控制理論”是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)及相關(guān)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,隨著自動(dòng)控制技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用,“自動(dòng)控制理論”已成為許多高校的學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)課。“自動(dòng)控制理論”課程的知識(shí)覆蓋面廣、內(nèi)容多,理論性和應(yīng)用性都很強(qiáng),具有一定深度和復(fù)雜性,本課程也是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)研究生入學(xué)考試的必考科目之一。本課程的教學(xué)直接關(guān)系到相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生基本素質(zhì)與能力的培養(yǎng)和發(fā)展。
本書(shū)是為了響應(yīng)高校新工科建設(shè),配合高等學(xué)校工程教育的自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作,優(yōu)化教學(xué)體系,在課程課時(shí)縮減的背景下而寫(xiě)。本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中參考了大量自動(dòng)控制理論相關(guān)的教材,同時(shí)融合了編者10多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和課程改革成果。本書(shū)闡述了自動(dòng)控制理論的基本概念、工作原理和分析方法,在闡述的過(guò)程中簡(jiǎn)化理論推導(dǎo)和證明,重視理論內(nèi)容的應(yīng)用,內(nèi)容敘述力求通俗易懂、深入淺出,注重培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。本書(shū)通過(guò)大量典型例題幫助讀者理解抽象的理論概念。在習(xí)題的編排上,給出了基礎(chǔ)題和提高題,提高題囊括了眾多高校的研究生入學(xué)試題。難易程度不一的習(xí)題能夠滿足不同層次讀者的需求。本書(shū)每章開(kāi)頭都給出了學(xué)習(xí)目標(biāo),便于讀者了解該章的知識(shí)重點(diǎn),在學(xué)習(xí)的時(shí)候做到有的放矢。每章結(jié)束都給出了小結(jié),對(duì)本章的重點(diǎn)知識(shí)再次重申歸納,以加深讀者的印象。
本書(shū)按應(yīng)用型本科院校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的自動(dòng)控制理論教學(xué)大綱(64學(xué)時(shí))編寫(xiě),在知識(shí)儲(chǔ)備上默認(rèn)讀者具備了高等數(shù)學(xué)、電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、復(fù)變函數(shù)與積分變換等相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí),例如,高等數(shù)學(xué)中的微分方程理論、復(fù)變函數(shù)中的拉普拉斯變換方法、普通物理中的力學(xué)定律、電路中的基本定律及電路分析方法以及運(yùn)算放大器的理論。本書(shū)僅對(duì)這些必備基礎(chǔ)知識(shí)在相關(guān)章節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)單的回顧介紹。
本書(shū)共分6章,主要闡述線性定常系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)方法,按照建!治觥O(shè)計(jì)的思路展開(kāi),主要內(nèi)容包括自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念(建議2學(xué)時(shí))、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(建議13學(xué)時(shí))、控制系統(tǒng)的時(shí)域分析(建議16學(xué)時(shí))、根軌跡法(建議11學(xué)時(shí))、控制系統(tǒng)的頻域分析(建議13學(xué)時(shí))以及控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)(建議9學(xué)時(shí))。全書(shū)圍繞自動(dòng)控制系統(tǒng)的三個(gè)要求,即“穩(wěn)”、“快”、“準(zhǔn)”這條主線展開(kāi),在建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型后,采用時(shí)域分析、根軌跡分析和頻域分析來(lái)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。在分析系統(tǒng)性能后,若系統(tǒng)未能滿足要求,可通過(guò)基于頻率法的串聯(lián)校正器的設(shè)計(jì)使系統(tǒng)滿足期望的性能指標(biāo)。
本書(shū)理論體系較為完善,適合作為普通高等院校自動(dòng)化及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)(如電氣工程及自動(dòng)化、電子信息工程等專(zhuān)業(yè))自動(dòng)控制理論的本科生教材,也可作為自動(dòng)化相關(guān)專(zhuān)業(yè)考研學(xué)生和從事控制工程的技術(shù)人員的參考書(shū)。
本書(shū)由吳健珍主編,王嬈芬參與編寫(xiě)。其中,第1章和第6章由王嬈芬編寫(xiě),第2章~第5章由吳健珍編寫(xiě)。在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中,得到了陳劍雪、李毓媛等老師熱情的支持和幫助,在此一并表示誠(chéng)摯的感謝。
由于編者水平有限,加之編寫(xiě)時(shí)間倉(cāng)促,書(shū)中不妥之處在所難免,懇請(qǐng)讀者提出寶貴意見(jiàn),以便本書(shū)進(jìn)一步修訂和完善。
編者
2020年8月
吳健珍,女,控制理論與控制工程專(zhuān)業(yè)博士,上海工程技術(shù)大學(xué)電子電氣工程學(xué)院自動(dòng)化系講師。主要承擔(dān)自動(dòng)控制理論、現(xiàn)代控制理論、隨機(jī)過(guò)程、控制系統(tǒng)CAD與數(shù)字仿真、系統(tǒng)工程基礎(chǔ)等專(zhuān)業(yè)類(lèi)課程的研究與教學(xué)。
第1章自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念
1.1自動(dòng)控制和自動(dòng)控制系統(tǒng)
1.1.1自動(dòng)控制的定義
1.1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方式及基本結(jié)構(gòu)
1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)
1.2.1線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)
1.2.2連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)
1.2.3恒值系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)
1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)
1.3.1穩(wěn)定性
1.3.2穩(wěn)態(tài)性能
1.3.3動(dòng)態(tài)性能
1.4控制系統(tǒng)舉例
小結(jié)
習(xí)題(基礎(chǔ)題)
習(xí)題(提高題)
第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.1微分方程式的列寫(xiě)
2.1.1電氣系統(tǒng)
2.1.2機(jī)械系統(tǒng)
2.2傳遞函數(shù)
2.2.1拉氏變換與反變換
2.2.2傳遞函數(shù)的定義
2.2.3典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)
2.3動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的繪制
2.3.1結(jié)構(gòu)圖的組成
2.3.2系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的繪制
2.4結(jié)構(gòu)圖的等效變換
2.4.13種典型連接的等效變換
2.4.2系統(tǒng)傳遞函數(shù)
2.4.3無(wú)交叉回路的傳遞函數(shù)求取
2.4.4相加點(diǎn)和分支點(diǎn)的換位運(yùn)算
2.4.5結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)
2.5信號(hào)流圖與Mason增益公式
2.5.1信號(hào)流圖的定義
2.5.2信號(hào)流圖中的術(shù)語(yǔ)
2.5.3信號(hào)流圖的繪制
2.5.4Mason增益公式
小結(jié)
習(xí)題(基礎(chǔ)題)
習(xí)題(提高題)
第3章控制系統(tǒng)的時(shí)域分析
3.1典型輸入信號(hào)
3.2一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)
3.3二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)
3.3.1二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性
3.3.2二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)
3.3.3閉環(huán)零極點(diǎn)對(duì)二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響
3.4高階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)
3.5系統(tǒng)穩(wěn)定性及勞斯判據(jù)
3.5.1穩(wěn)定性的概念和穩(wěn)定條件
3.5.2勞斯判據(jù)
3.6穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.1給定穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.2動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)及誤差級(jí)數(shù)
3.6.3擾動(dòng)穩(wěn)態(tài)誤差
3.7減小穩(wěn)態(tài)誤差的方法
小結(jié)
習(xí)題(基礎(chǔ)題)
習(xí)題(提高題)
第4章根軌跡法
4.1根軌跡的定義
4.2根軌跡的幅值和相角條件
4.3繪制根軌跡的基本法則
4.4