控制系統(tǒng)分析與設(shè)計

第1章 緒論
1.1 控制理論的發(fā)展
1.2 控制系統(tǒng)的概念
1.3 控制系統(tǒng)的分類
1.4 課程內(nèi)容
第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
2.1 數(shù)學模型的分類
2.2 系統(tǒng)的參數(shù)模型
2.2.1 微分方程
2.2.2 狀態(tài)方程
2.2.3 傳遞函數(shù)
2.2.4 結(jié)構(gòu)圖描述
2.3 系統(tǒng)的非參數(shù)模型
2.3.1 頻率特性
2.3.2 響應(yīng)曲線
2.4 模型生成與轉(zhuǎn)換的MATLAB實現(xiàn)
2.4.1 連續(xù)系統(tǒng)建模
2.4.2 離散系統(tǒng)模型
2.4.3 結(jié)構(gòu)化簡
2.4.4 模型轉(zhuǎn)換
習題
第3章 控制系統(tǒng)分析與設(shè)計的頻域法
3.1 控制系統(tǒng)的性能指標
3.1.1 穩(wěn)態(tài)性能指標
3.1.2 動態(tài)性能時域指標
3.2 典型系統(tǒng)的動態(tài)性能
3.2.1 一階系統(tǒng)的性能指標
3.2.2 典型二階系統(tǒng)的性能指標
3.2.3 典型二階系統(tǒng)的動態(tài)性能與閉環(huán)頻率特性的關(guān)系
3.2.4 高階系統(tǒng)的動態(tài)性能
3.3 控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)法
3.3.1 對數(shù)頻率特性圖
3.3.2 頻域的動態(tài)性能指標
3.3.3 頻率響應(yīng)法示例
3.4 控制器的設(shè)計方法和校正形式
3.4.1 控制器的設(shè)計方法
3.4.2 控制器的校正形式
3.5 串聯(lián)控制器設(shè)計的綜合法
3.5.1 工程系統(tǒng)的典型開環(huán)幅頻特性形狀
3.5.2 期望的開環(huán)頻率特性設(shè)計
3.5.3 串聯(lián)校正綜合設(shè)計法舉例
3.6 局部反饋控制器設(shè)計的綜合法
3.6.1 局部反饋校正的作用分析
3.6.2 兩類重要的局部反饋校正
3.6.3 局部反饋校正的綜合法小結(jié)
3.7 控制器設(shè)計的分析法
3.7.1 超前校正網(wǎng)絡(luò)
3.7.2 滯后校正網(wǎng)絡(luò)
3.7.3 滯后-超前校正網(wǎng)絡(luò)
3.8 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的綜合方法
3.8.1 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能指標
3.8.2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的綜合方法
3.9 復(fù)合控制
3.9.1 按擾動補償?shù)膹?fù)合校正
3.9.2 按輸入補償?shù)膹?fù)合校正
3.10 頻域法的MATLAB實現(xiàn)
3.10.1 單輸入單輸出系統(tǒng)的頻率特性曲線
3.10.2 利用頻率特性分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性
3.10.3 頻率綜合法的MATLAB實現(xiàn)
3.10.4 超前校正器設(shè)計的MATLAB實現(xiàn)
習題
第4章 控制系統(tǒng)分析與設(shè)計的根軌跡法
4.1 引言
4.1.1 根軌跡的定義
4.1.2 根軌跡的幅值和輻角條件
4.2 繪制根軌跡的基本規(guī)則及基于根軌跡的性能分析
4.2.1 繪制根軌跡的基本規(guī)則
4.2.2 增加零點和極點對根軌跡的影響
4.2.3 利用根軌跡計算系統(tǒng)的參數(shù)
4.3 根軌跡實現(xiàn)的超前校正
4.3.1 超前校正的基本原理
4.3.2 超前校正的設(shè)計步驟
4.3.3 超前校正設(shè)計中的若干問題
4.3.4 超前校正示例
4.4 根軌跡實現(xiàn)的滯后校正
4.4.1 滯后校正的基本原理
4.4.2 滯后校正的設(shè)計步驟
4.4.3 滯后校正示例
4.5 根軌跡實現(xiàn)的超前-滯后校正
4.5.1 超前-滯后校正的原理與步驟
4.5.2 超前-滯后校正示例
4.6 根軌跡法的MATLAB實現(xiàn)
4.6.1 根軌跡圖的繪制
4.6.2 根軌跡法的MATLAB示例
習題
第5章 控制系統(tǒng)分析與設(shè)計的狀態(tài)空間法
5.1 狀態(tài)空間表達式
5.2 穩(wěn)定性分析
5.2.1 穩(wěn)定性的定義
5.2.2 李雅普諾夫第一法
5.2.3 李雅普諾夫第二法
5.3 能控性分析
5.4 能觀性分析
5.5 極點配置方法
5.5.1 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的極點配置設(shè)計法
5.5.2 隨動系統(tǒng)的極點配置設(shè)計法
5.6 狀態(tài)空間法的MATLAB實現(xiàn)
5.6.1 線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
5.6.2 線性系統(tǒng)的線性相似變換
5.6.3 能控性分析
5.6.4 能觀性分析
5.6.5 極點配置
5.6.6 觀測器設(shè)計
5.6.7 線性二次型指標最優(yōu)調(diào)節(jié)器
習題
第6章 控制系統(tǒng)的仿真技術(shù)
6.1 控制系統(tǒng)仿真原理
6.1.1 控制系統(tǒng)仿真的過程
6.1.2 系統(tǒng)仿真研究的優(yōu)缺點
6.2 基于Simulink的建模與仿真方法
6.2.1 Simulink簡介
6.2.2 Simulink常用模塊介紹
6.2.3 Simulink建模與仿真
6.3 復(fù)雜系統(tǒng)仿真的Simulink支撐技術(shù)
6.3.1 子系統(tǒng)概念及構(gòu)成方法
6.3.2 模塊封裝方法
6.3.3 模塊庫的構(gòu)造
6.3.4 M-函數(shù)和S-函數(shù)
習題
附錄A MATLAB基礎(chǔ)
參考文獻