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漆海霞 著

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• 控制系统
• 大学教材

店铺： 墨林阁图书专营店

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560633916

商品编码：29741586132

包装：平装

出版时间：2014-08-01

基本信息

书名：《自动控制原理》学习指导与习题解答

定价：18.00元

作者：漆海霞

出版社：西安电子科技大学出版社

出版日期：2014-08-01

ISBN：9787560633916

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《自动控制原理学习指导与习题解答》是与邹恩 、漆海霞、杨秀丽、邢航编著的《自动控制原理》配 套的教学辅助教材，主要内容包括“自动控制原理” 课程的学习指导及习题解答。
本书与《自动控制原理》教材一一对应，共分为 七章，每一章都分学习指导和习题解答两部分内容。
其中学习指导部分给出了对应章节的学习基本要求和 知识要点，帮助读者快速掌握学习要点。
本书可以作为高等学校“自动控制原理”课程的 教学参考书，也可以作为考研参考书，还可以作为自 动控制等专业领域的工程技术人员的参考书。
本习题集由华南农业大学重点教改项目“自动化 专业实践教学改革的研究与探索”(JGl2014)、华南 农业大学“自动控制原理”精品课程、广东省2014年 民办高校质量工程“专业综合改革试点——电气工程 及其自动化专业学生应用能力培养的综合改革”等项 目资助。本书由漆海霞副教授与邹恩教授、杨秀丽讲 师、邢航讲师编著。

目录

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章 引论 1.1 学习指导 1.1.1 基本要求 1.1.2 知识要点 1.2 习题解答第二章 控制系统数学模型 2.1 学习指导 2.1.1 基本要求 2.1.2 知识要点 2.2 习题解答第三章 控制系统时域分析法 3.1 学习指导 3.1.1 基本要求 3.1.2 知识要点 3.2 习题解答第四章 控制系统的根轨迹法 4.1 学习指导 4.1.1 基本要求 4.1.2 知识要点 4.2 习题解答第五章 控制系统的频域分析 5.1 学习指导 5.1.1 基本要求 5.1.2 知识要点 5.2 习题解答第六章 线性系统的校正 6.1 学习指导 6.1.1 基本要求与重点 6.1.2 知识要点 6.2 习题解答第七章 线性离散系统的分析 7.1 学习指导 7.1.1 基本要求 7.1.2 知识要点 7.2 习题解答

作者介绍

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文摘

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序言

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《自动控制原理》学习指导与习题解答 内容简介 本书旨在为学习《自动控制原理》课程的读者提供一套全面、系统的学习辅助资源。我们深知，自动控制理论作为一门涉及多学科知识的工程学科，其抽象的数学模型、复杂的系统分析方法以及严谨的逻辑推理过程，常常让初学者感到困惑。因此，本书的核心目标在于化繁为简，将晦涩的理论概念转化为清晰易懂的语言，并通过大量精心设计的习题及其详尽的解答，帮助读者深入理解和掌握自动控制系统的基本原理、分析方法和设计技术。 第一部分：理论精讲与重点梳理 在理论精讲部分，我们严格遵循《自动控制原理》课程的标准教学大纲，涵盖了该学科的核心内容。每一章都力求做到： 核心概念阐释： 针对诸如系统、反馈、线性与非线性系统、线性定常系统、传递函数、系统建模、时域分析、频域分析、稳定性、根轨迹、状态空间等关键概念，我们将逐一进行深入浅出的讲解。我们不仅会定义这些概念，更会追溯其产生的背景，阐明其物理意义，并结合实际工程应用的例子，帮助读者建立直观的认识。例如，在讲解反馈控制时，我们会从简单的日常生活中（如人体体温调节、恒温器）引入，逐步过渡到工业生产中的应用（如锅炉温度控制、飞机姿态保持），让读者体会到反馈控制的无处不在及其重要性。 数学模型的构建与分析： 自动控制理论高度依赖数学工具进行系统描述和分析。本书将系统地介绍建立系统数学模型的方法，包括微分方程法、传递函数法和状态空间法。我们会详细讲解如何将物理系统的运动方程转化为数学模型，并介绍传递函数与系统结构图之间的关系。对于状态空间描述，我们将阐明其优势，并讲解如何进行状态变量的选择和方程的变换。 时域分析： 这是理解系统动态行为的基础。我们将从典型输入信号（如单位阶跃、单位斜坡、单位脉冲）出发，讲解它们对不同类型系统（零阶、一阶、二阶系统）响应的影响。我们会详细分析系统的瞬态响应指标（如超调量、峰值时间、调节时间、上升时间）和稳态响应指标（如稳态误差），并讨论如何通过系统参数的调整来改善动态性能。 频域分析： 频域分析是理解系统频率响应特性的重要手段，也是进行系统稳定性和性能分析的有力工具。本书将详细介绍如何通过幅频特性和相频特性曲线来表征系统的频率响应。我们将深入讲解奈奎斯特稳定性判据，介绍如何利用幅相裕度和相角裕度来评估系统的稳定性裕度，并讨论如何根据频域特性设计控制器。 根轨迹法： 根轨迹是分析系统闭环极点随开环增益变化规律的重要图示方法。我们将详细讲解绘制根轨迹的法则，包括渐近线、起终点、分离点、与虚轴的交点等，并阐述根轨迹与系统稳定性和动态性能之间的关系。 稳定性分析： 稳定性是自动控制系统最基本的要求。本书将从多角度阐述稳定性概念，包括李雅普诺夫稳定性、代数稳定性以及闭环系统极点与稳定性判据的关系。我们将详细介绍劳斯判据、奈奎斯特判据等代数稳定性判据，并讲解如何在时域和频域中进行稳定性分析。 状态空间方法： 对于更复杂的系统，尤其是多输入多输出系统，状态空间方法展现出其优越性。我们将介绍状态空间方程的建立，并讲解可控性、可观测性的概念及其判断方法。此外，我们还会介绍基于状态空间方法的控制器设计，如极点配置。 控制器设计： 本部分将重点介绍PID控制器（比例、积分、微分）、超前/滞后校正、超前-滞后联合校正等经典控制器的设计原理和方法。我们将结合时域和频域的分析结果，指导读者如何根据系统性能指标选择和整定控制器参数，以达到预期的控制效果。 第二部分：精选习题与详细解析 理论的掌握离不开大量的练习。本书精心挑选了覆盖《自动控制原理》各个章节的经典习题，并提供了详尽的解答。我们深知，仅仅给出答案是远远不够的，关键在于解析过程。因此，在习题解答部分，我们将力求做到： 思路引导： 在每个习题解答的开头，我们会简要回顾与该题相关的核心概念和解题思路，帮助读者快速进入解题状态。 步骤拆解： 复杂的计算和分析过程将被分解为清晰、逻辑性强的步骤。每一步的推导都将附有详细的文字说明，解释其依据和目的，避免读者在理解上产生断层。 公式推导与验证： 对于重要的公式，我们将在解答过程中进行必要的推导，并验证其正确性。这有助于读者理解公式的来源，而非死记硬背。 图示与可视化： 对于涉及根轨迹、幅频/相频特性曲线、系统结构图的题目，我们将配以清晰、规范的图示，并对图示的关键点进行标注和解释，帮助读者建立空间想象能力，更直观地理解分析结果。 多种解法与比较（若适用）： 对于一些题目，可能存在不同的解题方法。在条件允许的情况下，我们会介绍多种解法，并分析各自的优缺点，拓宽读者的解题思路。 易错点提示： 在解答过程中，我们会主动指出常见易错点，并给出避免错误的方法和建议，帮助读者提高解题的准确性。 工程启示： 尽量在解答中融入一些工程上的思考，解释解题结果的实际意义，让读者感受到理论知识与工程实践的紧密联系。 典型例题分析： 除了常规习题，本书还会包含一些具有代表性的综合性例题，这些例题往往融合了多个知识点，能够全面检验读者的综合分析和解决问题的能力。 本书的特色与优势 理论与实践紧密结合： 本书既有对理论知识的系统梳理，又有大量实践性的习题解析，能够帮助读者将抽象的理论转化为解决实际问题的能力。 循序渐进的学习路径： 内容组织上，从基础概念到复杂分析方法，再到控制器设计，层层递进，符合读者的学习规律。 深入浅出的讲解风格： 避免使用过于专业和晦涩的术语，力求用通俗易懂的语言解释复杂的原理，降低学习门槛。 详尽的习题解析： 习题解答不仅提供答案，更注重解析过程的完整性和逻辑性，是读者自我检测和提高的关键。 贴合教学需求： 本书内容与目前国内高校《自动控制原理》课程的教学内容高度契合，是学生复习备考、巩固知识的理想伴侣。 提升工程素养： 通过对实际问题的分析和解决，帮助读者在掌握理论知识的同时，培养严谨的工程思维和解决复杂问题的能力。 适用读者 本书适用于所有学习《自动控制原理》课程的本科生、研究生，以及需要巩固和拓展相关知识的工程技术人员。无论您是在校学生，还是在职工程师，相信本书都能为您提供有力的支持，帮助您在自动控制领域取得更大的进步。 掌握自动控制原理，就是掌握如何让系统“听话”并按照预定目标工作的艺术。本书将是您在这条学习道路上不可或缺的良师益友。

评分☆☆☆☆☆

要说这本书最打动我的地方，还得是它所蕴含的学术严谨性与人文关怀的完美结合。在处理一些容易引起混淆的概念时，例如“可控性”和“可观测性”的定义，作者反复使用了类比和反例来加深读者的印象，确保读者不会掉入概念的陷阱。更难能可贵的是，书中对理论的阐述始终保持着一种谦逊和开放的态度，它清楚地指出当前方法论的局限性，并暗示了未来研究可能突破的方向，而不是把既有理论包装成无懈可击的真理。这种引导读者批判性思维的教学方式，远比简单灌输知识更为重要。读完一个章节，我总有一种“茅塞顿开”的感觉，仿佛被一位经验丰富的老教授在身边悉心指点，那种被引导着去思考、去探索的感觉，是其他教材难以提供的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实吸引人，封面采用了深邃的蓝色调，配以简洁的白色和橙色字体，给人一种既专业又不失活力的感觉。拿到手上时，那种适中的重量感和纸张的质地都让人感到愉悦，很适合长时间阅读和翻阅。内页的排版布局清晰，章节标题和正文之间的留白处理得当，使得阅读起来丝毫没有压迫感。尤其值得称赞的是，作者在关键概念的阐述上，使用了大量的图表和示意图，这些视觉辅助材料的质量非常高，线条流畅，标注精确，极大地降低了理解复杂理论的门槛。比如，在解析状态空间表示法时，那些精心绘制的方框图和信号流图，简直是教科书级别的示范，让原本抽象的数学模型变得直观易懂。书中的字体选择也体现了对读者的关怀，大小适中，字型清晰，即便是光线不佳的环境下阅读，眼睛也不容易疲劳。可以说，从拿到书的那一刻起，从视觉和触觉上，就预示着这是一本用心打磨的作品。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度令人印象深刻，它似乎完美地平衡了本科生入门和研究生进阶的需求。对于初学者，它提供了坚实的基础——从传递函数到时域分析，每一步都扎实可靠；而对于有一定基础的人来说，它又拓展了视野。例如，在涉及现代控制理论的部分，作者对李雅普诺夫稳定性判据的介绍，不仅限于经典的线性系统，还延伸到了非线性系统的局部稳定性分析，这在同类书籍中是比较少见的深度。更妙的是，书中对一些前沿课题的探讨，比如自适应控制的基本思想和模型参考自适应系统的结构，虽然篇幅不长，但点到了核心要害，让人能快速了解该领域的研究方向和挑战所在。这种既能打地基又能看到远景的设计，使得这本书具有很高的“生命周期”，即便在掌握了基础知识后，依然可以时不时翻阅以加深理解或寻找新的研究切入点。

评分☆☆☆☆☆

作为一名工程实践者，我最看重的是教材的“可用性”和“实战性”。这本书在这方面做得相当出色。它不仅仅停留在理论层面，而是将大量的理论知识紧密地与工程应用场景联系起来。书中对经典控制理论中的鲁棒性分析和抗干扰设计部分，阐述得尤其到位。它不仅仅是罗列了H-无穷控制和滑模控制的数学描述，更结合了实际的工业过程控制案例，如机械臂的精确位置控制和航空姿态的快速稳定，详细分析了在面对模型不确定性和外部扰动时，不同控制策略的优劣。这种深入到“如何做”层面的指导，对于我这种需要将理论迅速转化为实际代码和系统设计的工程师来说，具有不可替代的价值。书中的理论推导过程中，作者还穿插了许多“工程经验之谈”，这些看似题外话的经验总结，往往是检验理论是否可靠的试金石。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书的行文风格非常注重逻辑的连贯性和知识的递进性。作者在引入新概念时，总是能巧妙地从读者已有的基础知识出发，通过层层深入的剖析，引导我们自然而然地掌握更深层次的理论。不同于某些教材那种生硬的公式堆砌，这里的讲解充满了叙事感和启发性。比如，在阐述PID控制器的整定方法时，作者并没有直接给出复杂的公式，而是先从实际工程中遇到的问题入手，分析了比例、积分、微分项各自在消除稳态误差、加速响应速度和抑制超调等方面的作用，这种“问题导向”的教学方式，让学习者能立刻明白“为什么”要学这个，而不是机械地记忆“是什么”。此外，每当出现一个关键的定理或推论时，作者都会用一段富有洞察力的文字进行总结和提炼，帮助读者建立起知识框架，形成自己的理解体系，而不是仅仅停留在符号运算层面。