本书相对传统教材,从知识体系到组织方式,均有较大改变。力求做到“缩减知识宽度,增加应用深度”,对知识点进行了取舍。全书共分四章,包括绪论、数学模型、时域分析与设计、频域分析与设计,并以一个垂直起降系统项目从始至终贯穿整个知识体系。本书将系统设计校正内容分别直接融入时域和频域部分,在性能指标分析基础上直接应用所学知识点进行系统的设计与校正,强化系统分析与系统设计的内在逻辑关系。 本书适合作为本科院校机械类、测控技术与仪器等相关专业的“控制工程基础”等课程的教材,也可作为高职高专等相关专业课程的教材,还可供有关工程技术人员参考。

前言 第1章绪论1 11问题引入1 12反馈控制的基本概念及发展历程3 121“控制”在人类社会中的存在3 122经典控制(20世纪50年代之前)4 123现代控制(20世纪50年代之后)6 13反馈控制系统的结构及工作原理7 131垂直起降系统的结构组成7 132开环控制系统与闭环控制系统10 14反馈控制系统的分类与基本性能要求11 141反馈控制系统分类11 142反馈控制系统的基本性能要求13 143设计步骤14 15本书的内容及结构体系15 16项目一:垂直起降系统搭建16 161项目内容与要求16 162垂直起降系统16 163反馈控制21 本章小结22 习题与项目思考23 第2章数学模型24 21问题引入24 22系统微分方程的建立25 23线性系统27 231线性时不变系统27 232非线性系统的局部线性化方法28 24拉普拉斯变换29 241拉氏变换的定义29 242典型时间函数的拉氏变换30 243拉氏变换的性质32 244拉氏反变换35 25传递函数38 251传递函数的定义38 252传递函数的零点和���点39 253典型环节的传递函数39 26控制系统框图及简化40 261系统框图的组成40 262系统的连接方式及等效变换41 263系统框图变换法则42 27信号流图与梅森公式44 271信号流图44 272梅森公式46 28项目二:垂直起降系统的数学模型建立47 281项目内容与要求47 282理论分析47 283电动机螺旋桨数学模型47 284悬臂系统数学模型48 285垂直起降系统数学模型48 本章小结49 习题与项目思考49 第3章时域分析与设计51 31问题引入51 32时间响应组成及典型输入信号52 321时间响应组成52 322典型输入信号52 33一阶系统的阶跃响应分析54 331一阶系统的数学模型54 332一阶系统的单位阶跃响应55 333一阶系统的性能指标56 34二阶系统的阶跃响应分析57 341二阶系统的数学模型57 342二阶系统的单位阶跃响应58 343二阶欠阻尼系统的性能指标60 35高阶系统的阶跃响应分析65 36控制系统的稳定性分析66 361稳定性的含义66 362稳定性评判标准67 363劳斯判据69 37控制系统的稳态误差分析73 371误差与偏差73 372系统的类型74 373稳态误差的计算分析75 38PID控制规律78 381P控制(比例控制)78 382PD控制(比例加微分控制)80 383PI控制(比例加积分控制)81 384PID控制(比例加积分加微分控制)81 39项目三:垂直起降系统的时域设计82 391项目内容和要求82 392垂直起降系统比例控制系统设计82 393垂直起降系统比例加微分控制器设计92 394垂直起降系统比例加积分控制器设计94 本章小结96 习题与项目思考97 第4章频域分析与设计99 41问题引入99 42频率特性100 421频率响应100 422频率特性101 423频率特性的求法102 424频率特性的表示方法104 43频率特性图形表示方法104 431对数坐标图(伯德图)104 432典型环节的伯德图105 433开环伯德图的绘制112 434*小相位系统116 435极坐标图(奈奎斯特图)117 436典型环节的奈奎斯特图117 437奈奎斯特图的绘制121 44频率稳定性分析127 441奈奎斯特稳定判据127 442伯德稳定判据130 45相对稳定性132 451相位裕度132 452幅值裕度132 46频域性能指标135 461闭环频率特性135 462频域性能指标136 47项目四:垂直起降系统的频域设计138 471项目内容和要求138 472垂直起降系统的频域设计138 本章小结142 习题与项目思考142 附录垂直起降系统角度控制代码(PID控制规律)144 参考文献150