控制工程导论

章节摘录

版权页：插图：第二章物理系统的数学模型2-1引言第一章对自动控制系统进行了概括介绍，初步分析了一些自动控制系统的工作过程和结构特点，同时也给出了评价一个系统优劣的性能指标。为了进一步从理论上对自动控制系统进行定性分析和定量计算，则要建立系统的数学模型。系统的数学模型，是描述系统输入、输出变量以及内部各变量之间关系的数学表达式。一个控制系统的变化过程，不管它是机械的、电气的、热力的、液压的还是化学的，都可以用微分方程加以描述。通过对微分方程求解，就可以获得系统在输人作用下的输出响应。建立合理的数学模型，对于系统的分析研究是十分重要的。一般应根据系统的实际结构参数及系统所要求的计算精度，略去次要因素，使数学模型既能准确反映系统的动态本质，又能简化分析计算工作量。系统数学模型的建立，一般采用解析法或实验法。所谓解析法，就是依据系统及元件各变量之间所遵循的物理、化学定律，列出变量间的数学表达式，经过数学推导得到数学模型。所谓实验法，就是在系统的输入端加上一定形式的信号，通过实验测出系统输出信号，再根据输入、输出特性确定数学模型。本章仅讨论解析法，关于实验法将在以后的章节中进行介绍。系统数学模型有许多不同的形式。时域中常用的数学模型有微分方程、差分方程和状态方程；复频域中有传递函数、结构图和频率特性等在单输入——单输出系统中，通常采用传递函数或频率特性的形式。如果已知系统的数学模型，就可以采用各种分析方法，对系统进行分析、校正或设计。2-2元件和系统运动方程的建立用解析法列写元件或系统微分方程的一般步骤是：（1）根据具体工作情况，确定各元件或系统的输入、输出变量。（2）从输入端开始，按照信号的传递顺序，依据各变量所遵循的物理（或化学）定律，列写出各元件、部件的动态方程。（3）消去中间变量，写出元件或系统输入、输出变量之间的微分方程。（4）标准化。将与输入有关的各项移至等式右侧，与输出有关的各项移至等式左侧，并按降幂排列。最后将系数归一化为具有一定物理意义的形式。

书籍目录

第一章 概论

1-1 自动控制系统的一般概念

1-2 自动控制系统举例

1-3 自动控制系统的分类

1-4 对自动控制系统的一般要求

1-5 本课程的任务

习题

第二章 物理系统的数学模型

2-1 引言

2-2 元件和系统运动方程的建立

2-3 运动方程的线性化

2-4 控制系统的元件

编辑推荐

《控制工程导论(第3版)》是高等学校规划教材•电子、通信与自动控制技术之一。

作者简介

《控制工程导论(第3版)》初版于1988年出版，本次第3版是在1994年修订版基础上根据学科发展和教学实践，进行了重新修订。

《控制工程导论(第3版)》比较系统地介绍了经典线性自动控制理论的基本内容，力求强调基本概念，基本理论和基本分析方法。全书共六章：第1章介绍控制系统的基本概念，第2章介绍控制系统的基本元件与数学模型，第3章介绍时域分析法，第4章介绍根轨迹法，第5章介绍频域响应法，第6章介绍频率法的系统校正，每章附有例题和习题，书末附有4个附录。

《控制工程导论(第3版)》主要对象为高等工业院校本科非自动化类专业学生以及专科自动化类专业学生，亦可供需要学习和了解自动控制基本理论的工程技术人员自学与参考。

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