《自动控制原理与系统》

目录1

第一章　自动控制系统概述1

§1-1 引言1

§1-2　开环控制和闭环控制1

一、开环控制系统1

二、闭环控制系统2

§1-3 自动控制系统的组成3

§1-4 自动控制系统的分类4

一、按输入量变化的规律分类4

二、系统的动态性能指标7

一、系统的稳定件7

§1-5 自动控制系统的性能指标7

三、按系统的输出量和输入量间的关系分类7

二、按系统传输信号对时间的关系分类7

三、系统的稳态性能指标8

§1-6　研究自动控制系统的方法9

小结与习题10

第二章　直流调速系统的工作原理12

§2-1 有静差晶闸管直流调速系统12

一、系统的组成12

二、系统的方块图17

三、系统的自动调节过程及其机械特性17

四、其他反馈量的引入19

二、定性分析20

一、系统结构特点和技术数据20

§2-2　小功率有静差直流调速系统20

实例分析20

三、系统的自动调节过程24

§2-3　无静差直流调速系统24

一、比例—积分（PI）调节器24

二、系统无静差的实现28

§2-4　速度和电流双闭环调速系统30

一、双闭环调速系统的组成30

二、ST和LT两个调节器的作用31

三、双闭环调速系统的机械特性33

四、双闭环调速系统的起动特性33

小结、思考题与读图练习35

第三章　随动系统的工作原理40

§3-1　随动系统的组成40

一、检测元件40

二、伺服电机43

三、相敏整流与滤波电路43

四、放大电路45

§3-2　随动系统的控制特点与实例分析47

一、系统的组成47

二、系统的方块图49

三、随动系统的自动调节过程49

小结、思考题与读图练习50

§4-1　系统的微分方程53

一、系统微分方程式的建立53

二、微分方程建立举例53

第四章 自动控制系统的数学模型53

§4-2 传递函数和动态结构图56

一、传递函数的概念56

二、动态结构图58

§4-3　典型环节的传递函数和结构图58

一、比例环节58

二、积分环节59

三、理想微分环节59

五、比例微分环节60

四、惯性环节60

六、振荡环节61

七、延迟环节63

八、运算放大器64

§4-4 自动控制系统的结构图66

一、系统结构图的画法66

二、自动控制系统结构图举例67

§4-5　结构图的化简和系统71

传递函数的求取71

一、结构图的等效变换规则71

二、反馈系统结构图的化简74

三、梅逊公式75

四、系统闭环传递函数的求取77

小结、思考题与习题78

第五章　频率特性82

§5-1 频率特性的基本概念82

一、频率特性的概念82

二、频率特性的定义83

三、频率特性的物理意义83

§5-2　频率特性与传递函数的关系83

§5-3　频率特性表示方式85

一、比例环节88

二、积分环节88

§5-4　典型环节的频率特性88

三、理想微分环节89

四、惯性环节89

五、比例微分环节91

六、振荡环节92

七、延迟环节93

§5-5　系统的开环频率特性94

§5-6　系统的闭环频率特性97

小结与习题99

第六章 自动控制系统的稳定性分析104

§6-1 系统稳定性概念104

§6-2 系统稳定性与数学模型间的关系104

§6-3　代数稳定判据106

§6-4　奈氏稳定判据108

§6-5 稳定裕量与系统相对稳定性110

§6-6　对数频率稳定判据111

§6-7 系统稳定性分析举例113

小结与习题116

第七章 自动控制系统的稳态性能分析119

§7-1 稳态误差的概念119

一、系统误差119

二、稳态误差120

§7-2 稳态误差与系统类型、系统开环增益间的关系121

间的关系122

§7-3　系统稳态误差与输入信号122

§7-4 由开环频率特性分析系统124

的稳态？124

§7-5 自动调速系统的稳态性能分析125

一、自动调速系统稳态性能的特点125

二、自动调速系统的静差率125

三、自动调速系统稳态性能分析举例125

§7-6　随动系统的稳态性能分析127

一、随动系统稳态性能的特点127

二、随动系统稳态性能分析举例127

一、按扰动进行顺馈补偿128

二、按输入量进行顺馈补偿128

§7-7　顺馈补偿对系统稳态性能的改善128

小结、思考题与习题129

第八章 自动控制系统的动态性能分析131

§8-1 系统跟随动态指标的求取及分析131

一、跟随阶跃响应曲线131

二、跟随动态指标132

三、跟随动态性能分析135

§8-2 系统抗扰动态指标的求取及分析136

一、扰动响应曲线136

二、抗扰动态指标137

三、抗扰动态性能分析138

一、二阶（典Ⅰ）系统的开环频率特性及频域指标140

§8-3 系统动态性能与开环频率特性间的关系140

二、时域指标与频域指标间的关系141

三、以开环频率特性分析系统动态性能的条件142

§8-4 系统动态性能与闭环频率特性间的关系142

一、二阶系统的闭环频率特性及频域指标142

二、时域指标与频域指标间的关系143

§8-5 高阶系统动态性能的估算144

一、近似应用二阶系统的关系式144

进行估算144

二、根据经验公式进行估算144

小结、思考题与习题145

二、有源校正装置147

一、无源校正装置147

§9-1 校正装置147

第九章 自动控制系统的校正147

§9-2 串联校正151

一、用比例—微分（PD）校正装置进行串联校正（相位超前校正）151

二、用比例—积分（PI）校正装置进行串联校正（相位滞后校正）152

三、用比例—积分—微分（PID）校正装置进行串联校正（相位滞后—超前校正）153

§9-3　反馈校正154

小结、思考题与习题159

第十章 自动控制系统的设计方法161

§10-1 系统固有部分频率特性的确定161

§10-2 系统预期对数频率特性的建立163

一、建立预期对数频率特性的一般原则163

二、工程上确定预期对数频率特性的一些方法164

§10-3 双闭环直流调速系统的设计举例与分析167

一、系统数学模型的建立167

二、系统的简化和调节器参数的计算170

三、几点说明176

§10-4　小功率随动系统的设计举例177

与分析177

一、系统数学模型的建立177

二、系统固有特性的确定178

三、系统预期开环对数频率特性的确定178

四、校正装置的选择和参数的计算180

小结、思考题与习题181

五、几点说明181

第十一章 自动控制系统的分析与调试185

§11-1 自动控制系统的分析步骤185

一、了解工作对象对系统的要求185

二、搞清系统各单元的工作原理186

三、搞清整个系统的工作原理187

四、建立系统的数学模型（结构图）187

五、系统性能的定量分析（或估算）191

§11-2 自动控制系统的调试方法191

一、系统调试前的准备工作191

三、系统调试过程192

二、制订调试大纲的原则192

§11-3　系统的维护使用和故障检查194

一、系统的维护使用194

二、系统的故障检查195

小结、思考题、习题与读图练习196

第十二章 附录——拉普拉斯变换203

一、拉氏变换的概念203

二、拉氏变换的主要运算定理206

三、拉氏反变换209

四、拉氏变换应用举例210

本书符号说明214

参考书目216