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自動控制理論

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自動控制理論是自動控制科學的核心。自動控制理論自至今已經過了三代的發展:第一代為20世紀初開始形成並於50年代在線性代數的數學甚而上發展起來的現代控制理論;第三代為60年代中期即已萌芽,在發展過程中綜合了人工智慧、自動控制、運籌學、資訊理論等多學科的最新成果並在此基礎上形成的智能控制理論。

1基本介紹

自動控制系統的分類有多種方法。①按控制裝置類型,可分為常規控制和計算機控制兩種。常規控制採用模擬式控制器(見控制儀錶),計算機控制採用電子數字計算機。②按有無反饋,可分為閉環控制系統和開環控制系統。③按設定值是否固定,可分定值控制系統和隨動控制系統。定值控制系統的設定值固定不變,控制系統可自動克服擾動的影響,使被控變數保持基本恆定。隨動控制系統中設定值是變化的,系統使被控變數隨設定值而變化。例如,在化工生產中,要求物料A的流量與另一物料B的流量保持一定的比值,如果物料B的流量是變化的,物料A的流量就必須隨之變化,此時物料A的流量控制就屬於隨動控制類型。
離散控制理論在計算中也有很廣泛的應用,例如,開方:
開方公式:X(n+1)=Xn+[A/X^(k-1)-Xn]1/k.
例如我們開3次方,即K=3;
公式:X(n+1)=Xn+[A/X^2-Xn]1/3
例如,A=5,5在1的3次方和2的3次方之間,X0無論取1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2.0都可以。假如我們取2為初始值:
第一步:2+(5/2x2-2)1/3=1.7=X1
第二步:1.7+(5/1.7x1.7-1.7)1/3=1.71=X3
第三步:1.71+(5/1.71x1.71-1.71)1/3=1.709=X4
第四步:1.709+(5/1.709x1.709-1.709)1/3=1.7099=X5
每計算一次,比上一次多取一位數,計算次數與精確度成正比。取值偏大公式會自動調小,例如第一步和第二步,取值偏小公式會自動調大,例如第三步,第四步。

2同名圖書一

內容簡介
《自動控制理論》基於系統的輸入/輸出響應,論述反饋控制原理及其改善系統動態過程和處理系統不確定性的方法。書中的許多內容體現了作者多年的教學成果。為適應信息時代的控制科學與工程的需要,《自動控制理論》在課程體系與內容上作了較大幅度的更新。全書以控制系統的穩定性為主線,圍繞「動態、建模、互聯和不確定性」4個重要概念展開。全書共7章,包括緒論、動態系統模型、連續時間線性系統的時域分析、線性控制系統的頻域分析、線性控制系統的綜合與校正、非線性控制系統分析、離散控制系統的基本理論。
《自動控制理論》可作為高等院校自動化、電氣工程與信息技術專業本科生的教材,也可作為理工科其他專業學習自動控制理論的本科生、研究生和科技人員的參考書。

3同名圖書二

內容簡介
本書系統全面地介紹了經典控制理論的基本內容,主要包括:自動控制概論、控制系統的數學模型、線性系統的時域分析法、線性系統的根軌跡法、線性系統的頻域分析法、線性系統的綜合與校正、採樣控制系統。同時,介紹了MATLAB軟體在自動控制系統模擬中的基本應用。為便於讀者深入理解本書的重要概念,每章都選配了一定數量的習題並提供部分參考答案。
本書可作為高等院校本科非自動化專業及相近專業的「自動控制理論」或類似課程的教材,也可作為各類院校專科層次相關專業類似課程的選用教材,並可作為電子信息類或其他與控制有關專業工程技術人員的參考書。
內容簡介
本書為高等學校自動化專業的教材,也可作為電氣工程及其自動化、檢測技術與自動化裝置等自動控制類專業教學用書,還可供從事自動控制系統工程的技術人員參考

圖書目錄

第2版前言
第1版前言
第一章 引論
第一節 開環控制和閉環控制
第二節 自動控制系統的類型
第三節 自動控制理論概要
第四節 自動控制系統中的術語和定義
第二章 線性系統的數學模型
第一節 線性系統的輸入-輸出時間函數描述
第二節 線性系統的輸入-輸出傳遞函數描述
第三節 非線性數學模型的線性化
第四節 典型環節的數學模型
第五節 建立數學模型的實驗方法簡介
第六節 框圖及其化簡方法
第七節 信號流程圖
小結
習題
第三章 線性系統的時域分析
第一節 典型輸入信號
第二節 線性定常系統的時域響應
第三節 控制系統時域響應的性能指標
第四節 一階系統的暫態響應
第五節 二階系統的暫態響應
第六節 高階系統的暫態響應
第七節 根據時域響應建立數學模型
第八節 線性系統的穩定性
第九節 勞斯-赫爾維茨穩定判據
第十節 小參量對閉環控制系統性能的影響
第十一節 控制系統的穩態誤差
第十二節 給定穩態誤差和擾動穩態誤差
第十三節 線性系統時域響應的計算機輔助分析
小結
習題
第四章 線性系統的根軌跡分析
第一節 根軌跡的基本概念
第二節 繪製根軌跡的基本條件和基本規則
第三節 廣義根軌跡
第四節 滯后系統的根軌跡
第五節 利用根軌跡分析系統的性能
第六節 用MATLAB繪製系統的根軌跡
小結
習題
第五章 線性系統的頻域分析
第一節 頻率特性
第二節 典型環節的頻率特性
第三節 系統開環頻率特性的繪製
第四節 乃奎斯特穩定判據和系統的相對穩定性
第五節 系統的頻率特性及頻域性能指標
第六節 頻率特性的實驗確定方法
第七節 用MATLAB進行系統的頻域分析
小結
習題
第六章 線性系統的校正
第一節 線性系統校正的概念
第二節 線性系統的基本控制規律
第三節 常用校正裝置及其特性
第四節 校正裝置設計的方法和依據
第五節 串聯校正的設計
第六節 反饋校正的設計
第七節 反饋和前饋複合控制
第八節 MATLAB在線性系統校正中的應用
小結
習題
第七章 非線性系統的分析
第一節 非線性系統的基本概念
第二節 二階線性和非線性系統的相平面分析
第三節 非線性系統的相平面分析
第四節 非線性特性的一種線性近似表示-描述函數
第五節 典型非線性特性的描述函數
第六節 分析非線性系統的諧波平衡法
第七節 非線性環節的串、並聯及系統的變換
第八節 用對數幅相頻率特性分析非線性系統
第九節 利用非線性特性改善線性系統的性能
第十節 非線性系統的計算機模擬
小結
習題
第八章 採樣控制系統
第一節 採樣過程及採樣定理
第二節 保持器
第三節 差分方程
第四節 z變換
第五節 脈衝傳遞函數
第六節 線性採樣系統的穩定性分析
第七節 採樣系統的穩態誤差分析
第八節 採樣系統的暫態響應與脈衝傳遞涵數極點、零點分佈的關係
第九節 採樣控制系統的校正
第十節 用MATLAB分析採樣控制系統
小結
習題
第九章 平穩隨機信號作用下線性系統的分析
第一節 隨機信號及其作用下線性系統的性能指標
第二節 平穩隨機過程的相關函數
第三節 平穩隨機過程的譜密度
第四節 平穩隨機信號作用下線性系統的均方誤差
第五節 線性系統的等效雜訊帶寬
第六節 用MATLAB進行平穩隨機信號作用下線性系統的模擬
小結
習題
附錄
附錄A 赫爾維茨穩定判據的證明
附錄B 時間函數的頻譜特性
附錄C 採樣函數的拉普拉斯變換
附錄D MATLAB和SIMULINK軟體簡介
英中文控制理論辭彙對照表
參考文獻
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