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| 內容簡介： |
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本书是依据应用型本科院校自动控制原理课程教学要求编写的，覆盖了经典控制理论的基本内容，重点对线性定常系统的时域分析法、根轨迹法和频域分析法作了全面的阐述。此外，还结合工程实际引入了MATLAB运行环境及其编程内容。本书内容包括自动控制系统的基本概念、控制系统的数学模型、控制系统的时域分析法、控制系统的根轨迹法、控制系统的频域分析法、控制系统的分析与校正、MATLAB语言及其应用、控制系统的实例分析等。本书自成体系、内容精炼、重点突出，精选了大量有关建筑环境、建筑设备、建筑电气、建筑给排水等控制系统的实例，充分结合工程案例进行理论讲解、分析。书中大量例子都使用MATLAB实现，实用性强。
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| 關於作者： |
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朱永甫副教授，1986年8月参加工作，主要讲授课程：自动控制原理、结构力学、材料力学、流体力学、流体输配管网等。研究方向：无线网络、结构动力学、飞行动力学及飞行控制。
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| 目錄：
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目录
第1章 自动控制系统的基本概念1
1.1 控制系统的基本形式2
1.1.1 人工控制2
1.1.2 自动控制2
1.2 自动控制系统的组成3
1.2.1 系统框图3
1.2.2 典型反馈控制系统4
1.3 自动控制系统的分类5
1.3.1 按控制系统的结构分类5
1.3.2 按给定信号的类型分类6
1.3.3 按系统参数是否随时间
变化分类6
1.3.4 按控制系统的动态特性分类6
1.3.5 按信号传递的连续性分类7
1.4 控制系统的基本要求7
1.4.1 稳定性8
1.4.2 动态特性8
1.4.3 稳态特性8
习题9
第2章控制系统的数学模型10
2.1 拉普拉斯变换11
2.1.1 拉普拉斯变换定义11
2.1.2 拉普拉斯变换基本性质12
2.1.3 拉普拉斯反变换15
2.2 控制系统的微分方程17
2.2.1 机械系统17
2.2.2 电路系统19
2.2.3 机电系统19
2.3 传递函数20
2.3.1 传递函数定义20
2.3.2 传递函数性质21
2.4 典型环节的传递函数22
2.4.1 比例环节22
2.4.2 积分环节23
2.4.3 微分环节24
2.4.4 惯性环节25
2.4.5 振荡环节25
2.4.6 延迟环节25
2.5 控制系统的结构图26
2.5.1 结构图组成要素及绘制方法27
2.5.2 结构图的等效变换28
2.6 信号流程图与梅逊公式34
2.6.1 常用术语及其定义35
2.6.2 信号流程图绘制方法35
2.6.3 梅逊增益公式37
2.6.4 用梅逊公式求传递函数38
2.7 控制系统的传递函数38
2.7.1 前向通路传递函数39
2.7.2 开环传递函数39
2.7.3 闭环传递函数39
2.8 传递函数的MATLAB描述42
2.8.1 有理函数模型42
2.8.2 零极点模型42
2.8.3 系统模型的连接和简化43
2.8.4 有理分式模型与零极点模型的
转换44
习题45
第3章控制系统的时域分析法50
3.1 典型输入信号及时域性能指标51
3.1.1 典型输入信号51
3.1.2 时域性能指标53
3.2 一阶系统的时域分析54
3.2.1 一阶系统的单位阶跃响应55
3.2.2 一阶系统的单位斜坡响应56
3.2.3 一阶系统的单位脉冲响应58
3.2.4 一阶系统的单位加速度响应59
3.3 二阶系统的时域分析60
3.3.1 典型的二阶系统模型60
3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应60
3.3.3 二阶系统的瞬态响应指标63
3.3.4 高阶系统的瞬态响应67
3.4 控制系统的稳定性分析67
3.4.1 稳定性的基本概念67
3.4.2 线性系统稳定的充要条件68
3.4.3 劳斯稳定性判据69
3.4.4 MATLAB稳定性判断方法71
3.5 稳态误差分析及计算72
3.5.1 误差及稳态误差的定义72
3.5.2 给定输入作用下的稳态误差
计算73
3.5.3 扰动作用下的稳态误差计算77
3.5.4 给定输入、扰动共同作用下的
稳态误差计算78
3.5.5 减小稳态误差的方法及
复合控制81
习题83
第4章控制系统的根轨迹法86
4.1 根轨迹的基本概念87
4.1.1 系统的根轨迹87
4.1.2 根轨迹的幅值条件和相角
条件88
4.2 绘制根轨迹的基本规则89
4.2.1 基本规则89
4.2.2 根轨迹绘制举例95
4.3 参量根轨迹及系统性能的
根轨迹分析100
4.3.1 参量根轨迹100
4.3.2 系统性能的根轨迹分析101
习题104
第5章控制系统的频域分析法106
5.1 频率特性的基本知识107
5.1.1 频率特性的物理概念107
5.1.2 频率特性的定义107
5.2 频率特性的图示110
5.2.1 奈奎斯特图110
5.2.2 伯德图111
5.2.3 尼柯尔斯图112
5.3 典型环节的频率特性112
5.3.1 比例环节的频率特性113
5.3.2 积分环节的频率特性114
5.3.3 惯性环节的频率特性115
5.3.4 振荡环节的频率特性117
5.3.5 微分环节的频率特性119
5.3.6 延迟环节的频率特性120
5.4 开环系统频率特性图绘制122
5.4.1 开环系统伯德图的绘制122
5.4.2 最小相位系统和非最小
相位系统126
5.5 频率域稳定性分析127
5.5.1 奈奎斯特稳定性判据128
5.5.2 控制系统的稳定裕量138
5.6 开环频域指标与时域指标
之间的关系141
5.6.1 控制系统的主要性能指标141
5.6.2 开环频域指标与时域指标
之间的关系141
5.7 MATLAB频域分析145
5.7.1 线性系统的频域分析145
5.7.2 频域分析性能指标146
习题150
第6章控制系统的分析与校正152
6.1 控制系统校正153
6.1.1 校正的基本概念153
6.1.2 校正的基本方式153
6.1.3 系统校正的方法153
6.2 串联超前校正154
6.2.1 相位超前校正装置154
6.2.2 相位超前校正装置的作用156
6.2.3 校正方法158
6.3 串联滞后校正159
6.3.1 相位滞后校正装置159
6.3.2 相位滞后校正装置的作用161
6.3.3 校正方法162
6.4 串联滞后-超前校正163
6.4.1 相位滞后-超前校正装置163
6.4.2 相位滞后-超前校正装置的
作用164
6.4.3 校正方法165
6.5 PID校正166
6.5.1 比例积分（PI）控制器167
6.5.2 比例微分（PD）控制器168
6.5.3 比例积分微分（PID）
控制器169
习题169
第7章离散控制系统170
7.1 引言171
7.2 采样系统171
7.3 Z变换173
7.3.1 Z变换173
7.3.2 Z变换的基本定理174
7.3.3 Z反变换176
7.4 脉冲传递函数179
7.4.1 脉冲传递函数定义179
7.4.2 串联环节的脉冲传递函数180
7.5 线性离散系统的脉冲传递
函数182
7.6 线性离散系统的稳定性185
7.6.1 S平面到Z平面的映射关系185
7.6.2 线性离散系统稳定的充要
条件186
7.6.3 劳斯稳定判据187
7.7 线性离散系统的时域分析188
7.7.1 极点在Z平面的分布与
瞬态响应188
7.7.2 线性离散系统的时间响应190
7.7.3 线性离散系统的稳态误差191
习题192
第8章MATLAB语言及其仿真实验195
8.1 MATLAB语言简介196
8.1.1 MATLAB的应用基础196
8.1.2 MATLAB函数197
8.1.3 绘制响应曲线198
8.1.4 MATLAB语言的联机
帮助功能200
8.2 MATLAB语言基础实验200
实验一 MATLAB语言平台200
实验二 MATLAB数值运算203
实验三 MATLAB绘图207
实验四 MATLAB句柄绘图211
8.3 控制理论仿真实验213
实验五 控制系统的建模213
实验六 控制系统的稳定性
分析实验218
实验七 控制系统的时域分析实验220
实验八 控制系统的根轨迹分析221
实验九 控制系统的频域分析221
实验十 S函数的编写及应用222
习题227
附录A 常用函数的拉普拉斯变换
对照表229
附录B 常用函数的Z变换表230
附录C 控制系统中英文对照表231
附录D 控制系统MATLAB常用函数236
参考文献244
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| 內容試閱：
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前言
根据教育部、国家发展改革委、财政部《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》（教发【2015】7号）、教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》和《教育部关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见》的精神，按照普通本科高校向应用型转变的人才培养目标及教育特点，结合编者多年从事教学的经验编写而成。其编写特点是以必要和够用为准则，强化应用为重点。书中简化了对一些理论的推导与证明，对实际控制工程设计较实用的内容列举了较多的例题，系统讲述了自动控制原理中经典控制理论部分的基本知识和基本设计技能，把MATLAB编程适时引入并穿插到各个章节，从而避免学习控制理论过程中的抽象空洞。
全书共8章，主要内容包括自动控制系统的基本概念、控制系统的数学模型、控制系统的时域分析法、控制系统的根轨迹法、控制系统的频域分析法、控制系统的分析与校正、离散控制系统、MATLAB语言及其仿真实验。本书自成体系，内容精练，重点突出，适用性强，重在基础理论的内容讲解、案例分析与计算。
本书的特点是结合建筑环境与能源应用工程、建筑给排水工程与科学、建筑电气与智能化等专业特征，结合具体工程设计案例进行全面、系统的介绍，尽量简化理论推导，注重实用性和可操作性。每章开头提炼了学习要求和重点掌握的内容，章后附有总结和注意事项；书中例子都使用MATLAB进行解题、分析，实用性、应用性强。
全书由朱永甫、宋丽琴担任主编，黄绳正担任副主编，王凤华、严俐婉参编。集美大学李栋、闽南理工学院李伙穆教授担任主审，他们在审核过程中提出了很多宝贵的建设性意见，主编在统稿时均予以采纳。本书第1、3、4章由闽南理工学院宋丽琴助理研究员编写，第2章和附录由闽南理工学院黄绳正助理研究员编写，第5～8章由闽南理工学院朱永甫副教授编写，全书图表由朱永甫、宋丽琴绘制，全书源程序由朱永甫副教授编制，闽南理工学院王凤华、严俐婉、王利、王伟参与了全书的校对。
因编者水平有限，文中不足之处敬请指正。
编 者
2017年10月
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