译者序
前言
缩略语表
第1章 引言
1.1 飞机
1.1.1 使用升降舵控制俯仰
1.1.2 使用副翼控制滚转
1.1.3 使用方向舵控制偏航
1.1.4 控制飞机
1.1.5 自动控制(自动驾驶仪)
1.2 四旋翼无人机
1.2.1 自动控制
1.3 倒立摆
1.3.1 控制问题
1.4 磁悬浮
1.4.1 数学模型
1.4.2 控制问题
1.5 一般控制问题
第2章 拉普拉斯变换
2.1 拉普拉斯变换的性质
2.2 部分分式展开
2.2.1 非严格正则有理函数
2.3 极点和零点
2.4 极点和部分分式
附录 指数函数
习题
第3章 微分方程与稳定性
3.1 微分方程
3.1.1 正弦稳态响应
3.2 相量法求解
3.2.1 小结
3.3 终值定理
3.4 稳定传递函数
3.4.1 终值定理与稳定传递函数
3.4.2 小结
3.5 劳斯-赫尔维茨稳定性检验
3.5.1 劳斯-赫尔维茨稳定性判据
*3.5.2 特殊情况:劳斯表的一行元素为
*3.5.3 特殊情况:第一列为0,但该行其他元素不完全为
习题
第4章 质量-弹簧-阻尼系统
4.1 机械功
4.2 质量-弹簧-阻尼系统建模
4.3 仿真
习题
第5章 刚体转动动力学
5.1 转动惯量
5.2 牛顿转动运动定律
5.2.1 黏性转动摩擦
5.2.2 转矩的符号规定
5.3 齿轮
5.3.1 两个齿轮间的代数关系
5.3.2 两个齿轮间的动态关系
5.3.3 张力
5.4 滚动柱体
5.4.1 结合平移和转动运动
5.4.2 无滑滚动
5.4.3 圆柱体沿斜面向下滚动
5.4.4 静摩擦与动摩擦
5.4.5 运用牛顿定律的运动方程
5.4.6 运用牛顿运动方程解决刚体问题小结
5.4.7 由能量守恒导出的运动方程
5.4.8 沿斜面向上运动的电动缸
5.4.9 由能量守恒导出的运动方程
习题
第6章 直流电动机中的物理学原理
6.1 磁场力
6.2 单回路电动机
6.2.1 转矩的产生
6.2.2 绕线式直流电动机
6.2.3 单回路电动机的换向
6.3 法拉第定律
6.3.1 面元向量d
6.3.2 解析符号ξ
6.3.3 直线直流电动机中的反电动势
6.3.4 单回路电动机中的反电动势
6.3.5 单回路电动机中的自感电动势
6.4 直流电动机动力学方程
6.4.1 机电能量转换
6.5 光学编码器模型
6.5.1 编码器模型
6.5.2 速度的后向差分估计
*6.6 直流电动机转速表
6.6.1 用于直线直流电动机的转速表
6.6.2 单回路直流电动机转速表
*6.7 多回路直流电动机
6.7.1 增加转矩产生
6.7.2 电枢电流的换向
习题
第7章 框图
7.1 直流电动机框图
7.2 框图化简
习题
第8章 系统响应
8.1 一阶系统响应
8.1.1 证明
8.2 二阶系统响应
8.2.1 瞬态响应和闭环极点
8.2.2 峰值时间tp和超调百分比Mp
8.2.3 调节时间ts
8.2.4 上升时间tr
8.2.5 Mp、tp、ts的小结
8.2.6 选择比例控制器的增益
8.3 带零点的二阶系统
8.3.1 右半平面零点
8.4 三阶系统
附录 根轨迹MATLAB文件
习题
第9章 跟踪与干扰抑制
9.1 伺服机构
9.2 直流伺服电动机的控制
9.2.1 跟踪
9.2.2 干扰抑制
9.2.3 直流伺服PI控制器小结
9.2.4 比例积分微分控制
9.3 跟踪与干扰抑制理论
9.4 内部模型原理
9.5 设计实例:飞机俯仰的PI-D控制
9.5.1 参数不确定性(鲁棒性)
*9.6 模型不确定性和反馈
9.6.1 开环控制
9.6.2 闭环控制
9.6.3 加快响应速度
9.6.4 通过反馈降低灵敏度
9.6.5 结论
习题
第10章 极点配置、二自由度控制器和内部稳定性
10.1 输出极点配置
10.1.1 干扰模型
10.1.2 初始条件对控制设计的影响
10.2 二自由度控制器
10.2.1 稳定2型系统有超调量
10.2.2 具有实数极点并且无零点的稳定系统无超调量
10.2.3 具有实数极点和单右半平面零点的稳定系统无超调量
10.2.4 用二自由度控制器消除超调量
10.3 内部稳定性
10.3.1 环内不稳定零极点抵消(不利情况)
10.3.2 环外不稳定零极点抵消(有利情况)
10.4 设计实例:飞机俯仰二自由度控制
10.4.1 关于极点配置的重要探讨
10.5 设计实例:带太阳能电池板的卫星(配置情况)
附录A 输出极点配置
附录B 多项式展开
附录C 超调量
附录D 不稳定零极点抵消
附录E 欠调
习题
第11章 频率响应方法
11.1 伯德图
11.1.1 伯德幅频图
11.1.2 半对数图
11.1.3 渐近幅频图
11.1.4 伯德相位图
11.1.5 简单例题
11.1.6 更多的伯德图示例
11.1.7 具有复极点的伯德图
11.1.8 峰值和谐振值
11.1.9 相位图
11.2 奈奎斯特理论
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