現代控製工程 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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本書為自動控製係統的經典教材，詳細介紹瞭連續控製係統（包括電氣係統、機械係統、流體動力係統和熱力係統）的數學模型建模方法，動態係統的瞬態和穩態分析方法，根軌跡分析和設計方法，頻率域的分析和設計方法，以及PID控製器和變形PID控製器的設計方法；同時還比較詳細地介紹瞭現代控製理論中的核心內容，狀態空間分析和設計方法。最後還簡要地介紹瞭20世紀80～90年代發展起來的稱為“後現代控製理論”的魯棒控製係統。全書自始至終，貫串瞭用MATLAB工具分析和設計各類控製係統問題。

KatsuhikoOgata，1956年畢業於美國加州大學伯剋利分校，獲得工程學博士學位，現為美國明尼蘇達大學退休教授，齣版瞭多部自動控製理論和工程應用方麵的書籍。

第1章 控製係統簡介
1.1 引言
1.1.1 控製理論和實踐發展史的簡單迴顧
1.1.2 定義
1.2 控製係統舉例
1.2.1 速度控製係統
1.2.2 溫度控製係統
1.2.3 業務係統
1.2.4 魯棒控製係統
1.3 閉環控製和開環控製
1.3.1 反饋控製係統
1.3.2 閉環控製係統
1.3.3 開環控製係統
1.3.4 閉環與開環控製係統的比較
1.4 控製係統的設計和校正
1.4.1 性能指標
1.4.2 係統的校正
1.4.3 設計步驟
1.5 本書概況
第2章 控製係統的數學模型
2.1 引言
2.1.1 數學模型
2.1.2 簡化性和精確性
2.1.3 綫性係統
2.1.4 綫性定常係統和綫性時變係統
2.2 傳遞函數和脈衝響應函數
2.2.1 傳遞函數
2.2.2 傳遞函數的說明
2.2.3 捲積積分
2.2.4 脈衝響應函數
2.3 自動控製係統
2.3.1 方框圖
2.3.2 閉環係統的方框圖
2.3.3 開環傳遞函數和前嚮傳遞函數
2.3.4 閉環傳遞函數
2.3.5 用MATLAB求串聯、並聯和反饋（閉環）傳遞函數
2.3.6 自動控製器
2.3.7 工業控製器分類
2.3.8 雙位或開-關控製作用
2.3.9 比例控製作用
2.3.10 積分控製作用
2.3.11 比例-加-積分控製作用
2.3.12 比例-加-微分控製作用
2.3.13 比例-加-積分-加-微分控製作用
2.3.14 擾動作用下的閉環係統
2.3.15 畫方框圖的步驟
2.3.16 方框圖的簡化
2.4 狀態空間模型
2.4.1 現代控製理論
2.4.2 現代控製理論與傳統控製理論的比較
2.4.3 狀態
2.4.4 狀態變量
2.4.5 狀態嚮量
2.4.6 狀態空間
2.4.7 狀態空間方程
2.4.8 傳遞函數與狀態空間方程之間的關係
2.4.9 傳遞矩陣
2.5 純量微分方程係統的狀態空間錶達式
2.5.1 綫性微分方程作用函數中不包含導數項的n階係統的狀態空間錶達式
2.5.2 綫性微分方程作用函數中包含導數項的n階係統的狀態空間錶達式
2.6 用MATLAB進行數學模型變換
2.6.1 由傳遞函數變換為狀態空間錶達式
2.6.2 由狀態空間錶達式變換為傳遞函數
2.7 非綫性數學模型的綫性化
2.7.1 非綫性係統
2.7.2 非綫性係統的綫性化
2.7.3 非綫性數學模型的綫性近似
例題和解答
習題
第3章 機械係統和電係統的數學模型
3.1 引言
3.2 機械係統的數學模型
3.3 電係統的數學模型
3.3.1 LRC電路
3.3.2 串聯元件的傳遞函數
3.3.3 復阻抗
3.3.4 無負載效應串聯元件的傳遞函數
3.3.5 電子控製器
3.3.6 運算放大器
3.3.7 反相放大器
3.3.8 非反相放大器
3.3.9 求傳遞函數的阻抗法
3.3.10 利用運算放大器構成的超前或滯後網絡
3.3.11 利用運算放大器構成的PID控製器
例題和解答
習題
第4章 流體係統和熱力係統的數學模型
4.1 引言
4.2 液位係統
4.2.1 液位係統的液阻和液容
4.2.2 液位係統
4.2.3 相互有影響的液位係統
4.3 氣動係統
4.3.1 氣動係統和液壓係統之間的比較
4.3.2 氣動係統
4.3.3 壓力係統的氣阻和氣容
4.3.4 壓力係統
4.3.5 氣動噴嘴-擋闆放大器
4.3.6 氣動接續器
4.3.7 氣動比例控製器（力-距離型）
4.3.8 氣動比例控製器（力-平衡型）
4.3.9 氣動執行閥
4.3.10 獲得微分控製作用的基本原理
4.3.11 獲得氣動比例-加-積分控製作用的方法
4.3.12 獲得氣動比例-加-積分-加-微分控製作用的方法
4.4 液壓係統
4.4.1 液壓係統
4.4.2 液壓係統的優缺點
4.4.3 說明
4.4.4 液壓伺服係統
4.4.5 液壓積分控製器
4.4.6 液壓比例控製器
4.4.7 緩衝器
4.4.8 獲得液壓比例-加-積分控製作用的方法
4.4.9 獲得液壓比例-加-微分控製作用的方法
4.4.10 獲取液壓比例-加-積分-加-微分控製作用的方法
4.5 熱力係統
4.5.1 熱阻和熱容
4.5.2 熱力係統
例題和解答
習題
第5章 瞬態響應和穩態響應分析
5.1 引言
5.1.1 典型試驗信號
5.1.2 瞬態響應和穩態響應
5.1.3 絕對穩定性、相對穩定性和穩態誤差
5.2 一階係統
5.2.1 一階係統的單位階躍響應
5.2.2 一階係統的單位斜坡響應
5.2.3 一階係統的單位脈衝響應
5.2.4 綫性定常係統的重要特性
5.3 二階係統
5.3.1 伺服係統
5.3.2 二階係統的階躍響應
5.3.3 瞬態響應指標的定義
5.3.4 關於瞬態響應指標的幾點說明
5.3.5 二階係統及其瞬態響應指標
5.3.6 帶速度反饋的伺服係統
5.3.7 二階係統的脈衝響應
5.4 高階係統
5.4.1 高階係統的瞬態響應
5.4.2 閉環主導極點
5.4.3 復平麵上的穩定性分析
5.5 用MATLAB進行瞬態響應分析
5.5.1 引言
5.5.2 綫性係統的MATLAB錶示
5.5.3 在圖形屏幕上書寫文本
5.5.4 標準二階係統的MATLAB描述
5.5.5 求傳遞函數係統的單位階躍響應
5.5.6 用MATLAB繪製單位階躍響應麯綫的三維圖
5.5.7 用MATLAB求上升時間、峰值時間、最大過調量和調整時間
5.5.8 脈衝響應
5.5.9 求脈衝響應的另一種方法
5.5.10 斜坡響應
5.5.11 在狀態空間中定義的係統的單位斜坡響應
5.5.12 求對任意輸入信號的響應
5.5.13 對初始條件的響應
5.5.14 對初始條件的響應（狀態空間法，情況1）
5.5.15 對初始條件的響應（狀態空間法，情況2）
5.5.16 利用命令Initial求對初始條件的響應
5.6 勞斯穩定判據
5.6.1 勞斯穩定判據簡介
5.6.2 特殊情況
5.6.3 相對穩定性分析
5.6.4 勞斯穩定判據在控製係統分析中的應用
5.7 積分和微分控製作用對係統性能的影響
5.7.1 積分控製作用
5.7.2 係統的比例控製
5.7.3 係統的積分控製
5.7.4 對轉矩擾動的響應（比例控製）
5.7.5 對轉矩擾動的響應（比例-加-積分控製）
5.7.6 微分控製作用
5.7.7 帶慣性負載係統的比例控製
5.7.8 帶慣性負載係統的比例-加-微分控製
5.7.9 二階係統的比例-加-微分控製
5.8 單位反饋控製係統中的穩態誤差
5.8.1 控製係統的分類
5.8.2 穩態誤差
5.8.3 靜態位置誤差常數Kp
5.8.4 靜態速度誤差常數Kv
5.8.5 靜態加速度誤差常數Ka
5.8.6 小結
例題和解答
習題
第6章 利用根軌跡法進行控製係統的分析和設計
6.1 引言
6.2 根軌跡圖
6.2.1 輻角和幅值條件
6.2.2 示例
6.2.3 根軌跡繪圖的一般規則
6.2.4 關於根軌跡圖的說明
6.2.5 G（s）的極點與H（s）的零點的抵消
6.2.6 典型的零-極點分布及其相應的根軌跡
6.2.7 小結
6.3 用MATLAB繪製根軌跡圖
6.3.1 用MATLAB繪製根軌跡圖
6.3.2 定常ζ軌跡和定常ωn軌跡
6.3.3 在根軌跡圖上繪製極網格
6.3.4 條件穩定係統
6.3.5 非最小相位係統
6.3.6 根軌跡與定常增益軌跡的正交性
6.3.7 求根軌跡上任意點的增益K值
6.4 正反饋係統的根軌跡圖
6.5 控製係統設計的根軌跡法
6.5.1 初步設計考慮
6.5.2 用根軌跡法進行設計
6．5．3 串聯校正和並聯（或反饋）校正
6．5．4 常用校正裝置
6.5.5 增加極點的影響
6.5.6 增加零點的影響
6.6 超前校正
6.6.1 超前校正裝置和滯後校正裝置
6.6.2 基於根軌跡法的超前校正方法
6.6.3 已校正與未校正係統階躍響應和斜坡響應的比較
6.7 滯後校正
6.7.1 采用運算放大器的電子滯後校正裝置
6.7.2 基於根軌跡法的滯後校正方法
6.7.3 用根軌跡法進行滯後校正設計的步驟
6.8 滯後-超前校正
6．8．1 利用運算放大器構成的電子滯後-超前校正裝置
6.8.2 基於根軌跡法的滯後-超前校正方法
6.9 並聯校正
6.9.1 並聯校正係統設計的基本原理
6.9.2 速度反饋係統
例題和解答
習題
第7章 用頻率響應法分析和設計控製係統
7.1 引言
7.1.1 求係統對正弦輸入信號的穩態輸齣
7.1.2 用圖形錶示頻率響應特性
7.2 伯德圖
7.2.1 伯德圖或對數坐標圖
7.2.2 G（jω）H（jω）的基本因子
7.2.3 增益K
7.2.4 積分和微分因子（jω）1
7.2.5 一階因子（1+jωT）1
7.2.6 二階因子［1+2 ζ（jω/ωn）+（jω/ωn）2］1
7.2.7 諧振頻率ωr和諧振峰值Mr
7.2.8 繪製伯德圖的一般步驟
7.2.9 最小相位係統和非最小相位係統
7.2.10 傳遞延遲
7.2.11 係統類型與對數幅值麯綫之間的關係
7.2.12 靜態位置誤差常數的確定
7.2.13 靜態速度
· · · · · · (收起)