《全國高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)系列教材:自動(dòng)控制原理(上冊(cè))(第2版)》比較地覆蓋了大學(xué)本科"自動(dòng)控制理論"課程的主要內(nèi)容,是大學(xué)的本科基礎(chǔ)教材。《全國高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)系列教材:自動(dòng)控制原理(上冊(cè))(第2版)》在處理傳統(tǒng)控制理論與狀態(tài)空間控制理論的關(guān)系上,采取"數(shù)學(xué)描述統(tǒng)一,工程研究分開"的方法。在狀態(tài)空間控制理論的陳述方法上,《全國高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)系列教材:自動(dòng)控制原理(上冊(cè))(第2版)》努力避免單調(diào)的數(shù)學(xué)論證模式,而盡量聯(lián)系工程實(shí)際,這些特點(diǎn)使本書既保持應(yīng)有的理論水平,又適合于實(shí)際教學(xué)使用。
本書上冊(cè)敘述控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述(經(jīng)典的和狀態(tài)空間的)和經(jīng)典控制理論的大部分內(nèi)容,下冊(cè)除敘述非線性系統(tǒng)和采樣系統(tǒng)外,主要敘述狀態(tài)空間控制理論和控制。
本書可作為自動(dòng)化專業(yè)本科生的教科書,也可作為其他與控制有關(guān)的專業(yè)的本科生與研究生以及科技與工程人員的參考書。
吳麒,清華大學(xué)自動(dòng)化系教授,博土研究生導(dǎo)師,中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)榮譽(yù)理事。1952年畢業(yè)于清華大學(xué)電機(jī)工程系,1959年獲蘇聯(lián)技術(shù)科學(xué)副博士學(xué)位,長期從事控制理論和控制工程的教學(xué)科研工作.與同事合作編著有《自動(dòng)控制原理》、《多變量頻率域控制理論》和《控制系統(tǒng)的智能設(shè)計(jì)》等書,在國內(nèi)外發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇。
王詩宓,清華大學(xué)自動(dòng)化系教授。1967年畢業(yè)于清華大學(xué)動(dòng)力機(jī)械系,1983年獲英國曼徹斯特大學(xué)理工學(xué)院哲學(xué)博土學(xué)位,長期從事控制理論與應(yīng)用的教學(xué)和研究。主要研究方向?yàn)轭A(yù)測(cè)控制、容錯(cuò)控制、過程控制。獨(dú)立或合作編著有《多變量控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)》、《過程控制》、《先進(jìn)過程控制》和《自動(dòng)控制理論例題習(xí)題集》,在國內(nèi)外發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇。
第1章 緒論
1.1 自動(dòng)控制
1.2 反饋控制
1.3 按擾動(dòng)控制
1.4 控制器的構(gòu)成
1.5 隨動(dòng)系統(tǒng)與恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)
1.6 自動(dòng)控制理論的發(fā)展簡史
1.7 自動(dòng)控制學(xué)科在中國的發(fā)展歷程
附錄1 中國學(xué)者在自動(dòng)控制理論方面的研究成果
第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述
2.1 引言
2.2 運(yùn)動(dòng)對(duì)象的微分方程描述
2.2.1 列寫原始運(yùn)動(dòng)方程組
2.2.2 非線性方程的線性化
2.2.3 為復(fù)雜對(duì)象建立數(shù)學(xué)模型
2.2.4 從原始方程組導(dǎo)出單變量微分方程
2.2.5 離散時(shí)間運(yùn)動(dòng)方程
2.3 微分方程的解的結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)的模態(tài)
2.4 微分方程的解在初始時(shí)刻的跳變
2.5 拉普拉斯變換
2.5.1 拉普拉斯變換的定義
2.5.2 拉普拉斯變換的基本性質(zhì)
2.5.3 用拉普拉斯變換解線性微分方程
2.6 運(yùn)動(dòng)對(duì)象的狀態(tài)空間描述
2.6.1 狀態(tài)變量、狀態(tài)向量與狀態(tài)空間
2.6.2 狀態(tài)方程與輸出方程
2.6.3 從原始方程組導(dǎo)出狀態(tài)方程組
2.6.4 狀態(tài)向量的變換
2.7 矩陣指數(shù)函數(shù)
2.7.1 矩陣指數(shù)函數(shù)的定義與基本性質(zhì)
2.7.2 用矩陣指數(shù)函數(shù)解狀態(tài)方程
2.8 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣
2.9 運(yùn)動(dòng)對(duì)象的傳遞函數(shù)描述
2.9.1 傳遞函數(shù)
2.9.2 框圖
2.9.3 傳遞函數(shù)的極點(diǎn)與零點(diǎn)
2.9.4 傳遞函數(shù)的解耦零點(diǎn)
2.9.5 傳遞函數(shù)矩陣
2.9.6 狀態(tài)空間描述下的傳遞函數(shù)矩陣
2.10 閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2.10.1 復(fù)雜框圖的傳遞函數(shù)
2.10.2 閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2.11 控制系統(tǒng)的基本單元
2.12 信號(hào)流圖
2.13 控制系統(tǒng)的系統(tǒng)矩陣描述
2.13.1 廣義狀態(tài)方程與系統(tǒng)矩陣
2.13.2 系統(tǒng)矩陣描述下的傳遞函數(shù)矩陣
2.14 系統(tǒng)矩陣的嚴(yán)格系統(tǒng)等價(jià)變換
2.14.1 嚴(yán)格系統(tǒng)等價(jià)變換
2.14.2 傳遞函數(shù)矩陣的史密斯-麥克米倫標(biāo)準(zhǔn)形
2.14.3 傳遞函數(shù)矩陣的極點(diǎn)和零點(diǎn)
2.15 閉環(huán)系統(tǒng)的特征多項(xiàng)式
2.16 小結(jié)
附錄2.1 從框圖求傳遞函數(shù)的流程
附錄2.2 求多項(xiàng)式矩陣的史密斯標(biāo)準(zhǔn)形的例題
習(xí)題
第3章 線性控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)
3.1 引言
3.2 穩(wěn)定性問題
3.2.1 運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性
3.2.2 線性系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的充分必要條件
3.2.3 穩(wěn)定性的李雅普諾夫定義
……
第4章 線性控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)分析
第5章 線性控制系統(tǒng)頻率特性的校正與綜合
第6章 根軌跡方法及控制系統(tǒng)根軌跡的校正
上冊(cè)部分習(xí)題參考答案
上冊(cè)名詞索引
附:多變量控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)軟件InteIDes 3.0(光盤)
郭雷于20世紀(jì)90年代提出了定量研究反饋機(jī)制的較大能力與局限這一基本問題的理論框架,發(fā)現(xiàn)并證明了一類非線性系統(tǒng)能被反饋機(jī)制所全局鎮(zhèn)定的充分必要條件,這一結(jié)果刻畫了自適應(yīng)反饋對(duì)于非線性不確定性系統(tǒng)具有的控制能力及其極限,
韓曾晉于20世紀(jì)80年代至90年代以自適應(yīng)控制理論與人工智能方法結(jié)合解決復(fù)雜過程的建模、預(yù)報(bào)和控制問題,在高爐鐵水含硅量的在線預(yù)報(bào)和操作指導(dǎo)、電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)報(bào)等方面獲得良好的效果,韓曾晉并于1995至2000年以非線性自適應(yīng)控制方法與H∞優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于交流電機(jī)的調(diào)速與伺服系統(tǒng),取得良好的效果,
大系統(tǒng)與系統(tǒng)學(xué) 高為炳于1978年提出了"多層結(jié)構(gòu)分解法",將大系統(tǒng)分層分解為兩類簡單的基本結(jié)構(gòu),為簡化大系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和鎮(zhèn)定開辟了新的途徑,
鄭應(yīng)平于1981年在研究主從對(duì)策和激勵(lì)策略時(shí)利用函數(shù)空間概念給出一種可以計(jì)算的解答,他還進(jìn)一步證明:在大系統(tǒng)集結(jié)降階的過程中,新系統(tǒng)的本征結(jié)構(gòu)(若當(dāng)型)一定被嵌套在原系統(tǒng)的本征結(jié)構(gòu)中,
鄭應(yīng)平于20世紀(jì)80年代與何毓琦(美籍)等合作,結(jié)合中國企業(yè)管理的實(shí)際問題開展"非對(duì)稱信息下的激勵(lì)策略及其在企業(yè)節(jié)能、節(jié)水中的應(yīng)用"的研究,歷經(jīng)三年,結(jié)合某石化公司的實(shí)際問題取得了實(shí)效,成果達(dá)到國際先進(jìn)水平,所用理論方法和實(shí)踐于1988年在國際刊物發(fā)表,
萬百五于1982-2001年對(duì)于大工業(yè)過程的計(jì)算機(jī)在線穩(wěn)態(tài)優(yōu)化控制作出一系列研究成果,包括穩(wěn)態(tài)模型的遞階辨識(shí)、凸化算法、多目標(biāo)優(yōu)化算法、模型未知的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化算法、廣義穩(wěn)態(tài)優(yōu)化算法、穩(wěn)態(tài)智能優(yōu)化算法以及結(jié)合產(chǎn)品質(zhì)量控制等,
鄭毓蕃與韓正之于1984-1987年用幾何方法對(duì)線性大系統(tǒng)的分散固定模的性質(zhì)和存在性給出新的充分必要條件,并對(duì)分散大系統(tǒng)的信息結(jié)構(gòu)不完整作出定量分析和描述,提出改造信息結(jié)構(gòu)不完整性的最經(jīng)濟(jì)方式,
何善壻與裘聿皇于1986-1987年合作提出大規(guī)模生態(tài)系統(tǒng)的一種建模方法——模型疊加方法.對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)的建模特別是生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的分析和研究有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值,
張嗣瀛于20世紀(jì)90年代首先提出復(fù)雜控制系統(tǒng)對(duì)稱性和相似性結(jié)構(gòu)與控制規(guī)律這一全新的研究方向,在此方向上他對(duì)線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)及組合大系統(tǒng)已取得系統(tǒng)性的成果,
涂序彥于1994年提出給出大系統(tǒng)廣義模型和多級(jí)、多段、多層智能控制方法。
……