线性控制系统工程

目 录
译者序 II

前言 IV

作者介绍 VI
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目 录
译者序 II

前言 IV

作者介绍 VI

第1单元 反馈控制引论 1
习题 14

第2单元 传递函数和方框图代数 19
1．传递函数 19
2．方框图代数 20
习题 29

第3单元 一阶系统 32
1．脉冲响应 34
2．阶跃响应 35
3．斜坡响应 36
4．谐波响应 37
5．一阶反馈系统 38
6．复平面表示法：极点和零点 40
7．一阶系统的极点和零点 41
8．主导极点 42
习题 47

第4单元 二阶系统 50
1．二阶电气系统 54
2．阶跃响应 55
习题 61

第5单元 二阶系统的时域响应 65
1．斜坡响应 65
2．谐波响应 66
3．系统极点和暂态响应的关系 68
4．时域性能指标 71
习题 79

第6单元 二阶系统：干扰抑制和速度反馈 82
1．开环和闭环干扰抑制 85
2．速度反馈的影响 87
习题 95

第7单元 高阶系统 99
1．降为低阶系统 99
2．三阶系统 100
3．闭环零点的影响 102
4．闭环零点的出现 105
习题 109

第8单元 系统的型：稳态误差 111
1．脉冲输入 112
2．阶跃输入 114
3．斜坡输入 115
4．加速度输入 116
5．非单位反馈控制系统 119
习题 128

第9单元 劳斯方法、根轨迹：幅值和相角方程 131
1．劳斯稳定判据 131
2．根轨迹方法：幅值和相角方程 134
习题 151

第10单元 画根轨迹的规则 155
习题 173

第11单元 应用根轨迹设计系统 177
1．多环系统 177
2．复平面上的系统设计 180
3．性能要求描述为复平面上的约束 180
4．稳态误差 180
5．对应"好"响应的复平面上的期望区域 182
习题 194

第12单元 频率响应和奈奎斯特图 198
1．频率响应 199
2．由传递函数转化为奈奎斯特图 200
习题 211

第13单元 奈奎斯特稳定判据 215
1．保角映射：柯西定理 215
2．用于稳定性判定 219
3．奈奎斯特稳定性的一些说明 224
4．奈奎斯特稳定判据的另一种方法 225
习题 235

第14单元 奈奎斯特分析和相对稳定性 239
1．条件稳定性 239
2．增益裕度和相位裕度 241
习题 250

第15单元 伯德图 253
1．简单传递函数的伯德图 253
2．复合传递函数的伯德图 257
3．各环节的伯德图 260
习题 277

第16单元 伯德分析、稳定性、增益裕度和相位裕度 280
1．条件稳定 280
2．伯德图中的增益裕度和相位裕度 283
3．系统的型和由伯德图得出的稳态误差 284
4．进一步讨论增益裕度和相位裕度 286
习题 296

第17单元 由频率响应得到时域响应 299
1．由根轨迹得到伯德图 299
2．由开环相位裕度得到闭环时间响应 301
3．高阶系统的时间响应 304
习题 313

第18单元 频域指标和闭环频率响应 315
1．频域指标 315
2．由奈奎斯特图得到闭环频率响应 319
3．由伯德图得到闭环频率响应 325
4．由奈奎斯特图得到期望Mp的增益 328
5．由尼科尔斯图得到期望Mp的增益 329
6．非单位反馈增益系统 330
习题 342

第19单元 相位超前校正 346
1．多约束设计 346
2．相位超前环节的传递函数 349
3．相位超前校正过程 351
4．相位超前校正的结果及适用性的评论 358
习题 372

第20单元 相位滞后及超前-滞后校正 375
1．相位滞后环节的传递函数 375
2．相位滞后校正过程 376
3．相位滞后校正的几点说明 379
4．超前-滞后校正 380
5．超前-滞后环节的传递函数 381
6．超前-滞后校正过程 382
习题 400

第21单元 多模态控制器 403
1．比例控制 403
2．比例积分控制 405
3．比例微分控制 407
4．比例积分微分控制 410
习题 420

第22单元 状态空间系统描述 424
1．由传递函数转化为状态空间形式 428
2．由状态空间形式转化为传递函数 431
3．状态变量的变换和系统特征向量的不变性 432
4．标准形和解耦系统 433
5．特征值和系统极点之间的关系 435
习题 447

第23单元 状态空间系统的响应、能控性和能观性 451
1．状态方程的直接数值解 451
2．用状态转移矩阵求解 452
3．用拉普拉斯变换求解 453
4．系统稳定性 454
5．能控性和能观性 454
习题 464

第24单元 状态空间控制器的设计 467
1．通过与特征方程比较来直接计算增益 468
2．通过状态方程的控制标准形实现极点配置 469
3．通过阿克曼公式实现极点配置 474
习题 482

第25单元 状态空间观测器的设计 485
1．观测器的合成 485
2．校正器设计 489
习题 500

第26单元 波浪能吸收装置 503

第27单元 导弹姿态控制器 507
1．模型的构造 507
2．方框图表示 508
3．多模态控制器设计 510
4．状态空间控制器的设计 512

第28单元 机械手设计 515

第29单元 抽水蓄能流量控制系统 521

第30单元 船舶操纵控制系统 529

第31单元 巡航导弹高度控制系统 538

第32单元 具有柔性的机床动力驱动系统 545

附录A 复习拉普拉斯变换及其在求解微分方程中的应用 552
1．线性特性 553
2．平移定理 553
3．时间微分 553
4．终值定理 553
5．逆变换 553
6．求解线性微分方程 553
· · · · · · (收起)