控制系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)講義

目錄
前言
第1章緒論1
1.1引言1
1.1.1自動(dòng)控制在我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)與國(guó)防事業(yè)中的作用1
1.1.2控制系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的任務(wù)2
1.1.3控制系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與其他學(xué)科之關(guān)系4
1.1.4研究與學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法5
1.1.5自動(dòng)控制的簡(jiǎn)單發(fā)展史6
1.2控制系統(tǒng)中常用的基本元件8
1.2.1控制系統(tǒng)的動(dòng)作機(jī)理與職能元件8
1.2.2控制對(duì)象9
1.2.3敏感元件與比較元件19
1.2.4放大機(jī)構(gòu)23
1.2.5校正與變換元件34
1.3控制系統(tǒng)舉例43
1.3.1直流隨動(dòng)系統(tǒng)43
1.3.2汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)45
1.3.3飛機(jī)縱向自動(dòng)駕駛儀方程48
1.4控制系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中的基本概念49
1.4.1控制系統(tǒng)的一些分類49
1.4.2兩種常見(jiàn)的控制原則53
1.4.3其他一些基本概念54
1.5思考題與習(xí)題54
第2章拉普拉斯變換傳遞函數(shù)與頻率特性58
2.1拉普拉斯變換介紹58
2.1.1拉普拉斯變換及其逆變換58
2.1.2拉普拉斯變換的基本性質(zhì)61
2.1.3一個(gè)廣義函數(shù)及其性質(zhì)65
2.1.4一個(gè)拉普拉斯變換小字典與有理函數(shù)像的原函數(shù)求法68
2.1.5代數(shù)多項(xiàng)式的近似因式分解71
2.1.6應(yīng)用拉普拉斯變換解常系數(shù)線性微分方程78
2.2傳遞函數(shù)及結(jié)構(gòu)變換81
2.2.1單位脈沖響應(yīng)及其意義81
2.2.2傳遞函數(shù)及其運(yùn)算與結(jié)構(gòu)變換規(guī)則83
2.2.3系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)環(huán)節(jié)與結(jié)構(gòu)圖87
2.2.4三個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖92
2.3頻率特性及其描述95
2.3.1頻率特性及其物理意義95
2.3.2初等環(huán)節(jié)之頻率特性97
2.3.3對(duì)數(shù)頻率特性及其某些規(guī)定106
2.3.4幾個(gè)初等環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)特性*線109
2.3.5若干環(huán)節(jié)串聯(lián)后之對(duì)數(shù)特性的繪制113
2.4思考題與習(xí)題119
第3章常系數(shù)線性系統(tǒng)(一)——解析方法124
3.1常系數(shù)線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性124
3.1.1常系數(shù)線性系統(tǒng)的特征124
3.1.2系統(tǒng)穩(wěn)定性與漸近穩(wěn)定性之概念125
3.1.3常系數(shù)線性系統(tǒng)的解的結(jié)構(gòu)127
3.1.4特征根實(shí)部符號(hào)之判定——赫爾維茨(Hurwitz)判據(jù)130
3.1.5赫爾維茨判據(jù)的一種算表——?jiǎng)谒?Routh)表133
3.2系統(tǒng)穩(wěn)定參數(shù)之選擇135
3.2.1參數(shù)空間的穩(wěn)定性區(qū)域與具一定穩(wěn)定裕度之區(qū)域135
3.2.2三階系統(tǒng)141
3.3李雅普諾夫第二方法與擾動(dòng)解估計(jì)145
3.3.1李雅普諾夫第二方法基礎(chǔ)145
3.3.2李雅普諾夫第二方法與線性系統(tǒng)之?dāng)_動(dòng)解之估計(jì)149
3.3.3線性系統(tǒng)理論之可用性152
3.4線性常系數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的解析方法154
3.4.1積分平方誤差問(wèn)題的提法154
3.4.2積分平方誤差的計(jì)算I158
3.4.3積分平方誤差的計(jì)算II160
3.4.4昀優(yōu)參數(shù)選擇與例165
3.5思考題與習(xí)題169
第4章常系數(shù)線性系統(tǒng)(二)——頻率法、根軌跡法172
4.1特征*線、米哈伊洛夫判據(jù)與穩(wěn)定性區(qū)域劃分172
4.1.1特征*線與米哈伊洛夫判據(jù)172
4.1.2單參數(shù)區(qū)域劃分、臨界放大系數(shù)175
4.1.3雙參數(shù)區(qū)域的D-域分劃規(guī)則180
4.2反饋系統(tǒng)及其鎮(zhèn)定184
4.2.1柯西輻角原理與奈奎斯特(Nyquist)判據(jù)184
4.2.2對(duì)數(shù)特性下的判據(jù)188
4.2.3隨動(dòng)系統(tǒng)之串聯(lián)鎮(zhèn)定191
4.3調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程及其品質(zhì)指標(biāo)197
4.3.1調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)197
4.3.2頻率特性與過(guò)渡過(guò)程之關(guān)系201
4.3.3梯形法建立過(guò)渡過(guò)程*線與品質(zhì)之近似判定205
4.3.4計(jì)算過(guò)渡過(guò)程之例215
4.4調(diào)節(jié)系統(tǒng)的校正綜合217
4.4.1綜合的基本思想217
4.4.2昀佳過(guò)渡過(guò)程及對(duì)應(yīng)傳遞函數(shù)與頻率特性218
4.4.3預(yù)期頻率特性的建立223
4.4.4串聯(lián)校正綜合227
4.4.5反饋校正232
4.4.6反饋校正之例238
4.5根軌跡法的建立與應(yīng)用243
4.5.1根軌跡與根軌跡法的建立243
4.5.2建立根軌跡圖之例250
4.5.3借助于根軌跡圖進(jìn)行計(jì)算I252
4.5.4利用根軌跡圖法進(jìn)行計(jì)算II257
4.5.5昀后的算例262
4.6思考題與習(xí)題268
第5章非線性控制系統(tǒng)分析273
5.1非線性系統(tǒng)通論273
5.1.1非線性系統(tǒng)的一般特征273
5.1.2控制系統(tǒng)中原件的非線性特性276
5.2研究非線性系統(tǒng)的相空間方法280
5.2.1相平面上的奇點(diǎn)281
5.2.2有死區(qū)與間隙的繼電伺服系統(tǒng)284
5.2.3自振與點(diǎn)變換方法289
5.2.4點(diǎn)變換之例293
5.3諧波平衡法與求自振297
5.3.1諧波平衡法基礎(chǔ)297
5.3.2諧波線性化與等效放大系數(shù)300
5.3.3應(yīng)用米哈伊洛夫*線及代數(shù)判據(jù)確定非線性系統(tǒng)中的自振305
5.3.4周期解之穩(wěn)定性與自振308
5.3.5利用等效放大系數(shù)*線確定自振及判斷其穩(wěn)定性的頻率方法311
5.4非線性特性對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)的影響313
5.4.1隨動(dòng)系統(tǒng)方程313
5.4.2電動(dòng)機(jī)輸出力矩有飽和之問(wèn)題316
5.4.3電動(dòng)機(jī)輸出力矩有死區(qū)有飽和的情形320
5.4.4干摩擦的影響323
5.4.5平方阻尼之影響326
5.4.6傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有間隙的影響327
5.5思考題與習(xí)題333
參考文獻(xiàn)337
后記338