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现代控制系统(第十三版)(英文版)
丛   书   名: 国外计算机科学教材系列
作   译   者:Richard C. Dorf(理查德·C. 多尔夫),Robert H. Bishop(罗伯特·H. 毕晓普) 出 版 日 期:2018-06-01
出   版   社:电子工业出版社 维   护   人:马岚 
书   代   号:G0343940 I S B N:9787121343940

图书简介:

控制系统原理及相近课程是高等学校信息类和机电类等专业学生的核心课程之一,本书一直是此类课程畅销全球的教材范本,主要内容包括控制系统导论、系统数学模型、状态空间模型、反馈控制系统的特性、反馈控制系统的性能、线性反馈系统的稳定性、根轨迹法、频率响应方法、频域稳定性、反馈控制系统设计、状态变量反馈系统设计、鲁棒控制系统和数字控制系统等。本书的例子和习题大多取材于现代科技领域中的实际问题,新颖而恰当。学习和解决这些问题,可以使学生的创造性素养得到潜移默化的提升。
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    内容简介

    控制系统原理及相近课程是高等学校信息类和机电类等专业学生的核心课程之一,本书一直是此类课程畅销全球的教材范本,主要内容包括控制系统导论、系统数学模型、状态空间模型、反馈控制系统的特性、反馈控制系统的性能、线性反馈系统的稳定性、根轨迹法、频率响应方法、频域稳定性、反馈控制系统设计、状态变量反馈系统设计、鲁棒控制系统和数字控制系统等。本书的例子和习题大多取材于现代科技领域中的实际问题,新颖而恰当。学习和解决这些问题,可以使学生的创造性素养得到潜移默化的提升。

    图书详情

    ISBN:9787121343940
    开 本:16开
    页 数:1016
    字 数:1849.0

    本书目录

    Chapter 1 Introduction to Control Systems
    1.1 Introduction
    1.2 Brief History of Automatic Control
    1.3 Examples of Control Systems
    1.4 Engineering Design
    1.5 Control System Design
    1.6 Mechatronic Systems
    1.7 Green Engineering
    1.8 The Future Evolution of Control Systems
    1.9 Design Examples
    1.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
    1.11 Summary
    Skills Check ? Exercises ? Problems ? Advanced
    Problems ? Design Problems ? Terms and Concepts
    Chapter 2 Mathematical Models of Systems
    2.1 Introduction
    2.2 Differential Equations of Physical Systems
    2.3 Linear Approximations of Physical Systems
    2.4 The Laplace Transform
    2.5 The Transfer Function of Linear Systems
    2.6 Block Diagram Models
    2.7 Signal-Flow Graph Models
    2.8 Design Examples
    2.9 The Simulation of Systems Using Control Design Software
    2.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
    2.11 Summary 155
    Skills Check ? Exercises ? Problems ? Advanced
    Problems ? Design Problems ? Computer Problems ?
    Terms and Concepts
    Chapter 3 State Variable Models
    3.1 Introduction
    3.2 The State Variables of a Dynamic System
    3.3 The State Differential Equation
    3.4 Signal-Flow Graph and Block Diagram Models
    3.5 Alternative Signal-Flow Graph and Block Diagram Models
    3.6 The Transfer Function from the State Equation
    3.7 The Time Response and the State Transition Matrix
    3.8 Design Examples
    3.9 Analysis of State Variable Models Using Control Design Software
    3.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
    3.11 Summary
    Skills Check ? Exercises ? Problems ? Advanced
    Problems ? Design Problems ? Computer Problems ?
    Terms and Concepts
    Chapter 4 Feedback Control System Characteristics
    4.1 Introduction
    4.2 Error Signal Analysis
    4.3 Sensitivity of Control Systems to Parameter Variations
    4.4 Disturbance Signals in a Feedback Control System
    4.5 Control of the Transient Response
    4.6 Steady-State Error
    4.7 The Cost of Feedback
    4.8 Design Examples
    4.9 Control System Characteristics Using Control Design Software
    4.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
    4.11 Summary
    Skills Check ? Exercises ? Problems ? Advanced
    Problems ? Design Problems ? Computer Problems ?
    Terms and Concepts
    Chapter 5 The Performance of Feedback Control Systems
    5.1 Introduction
    5.2 Test Input Signals
    5.3 Performance of Second-Order Systems
    5.4 Effects of a Third Pole and a Zero on the Second-Order System Response
    5.5 The s-Plane Root Location and the Transient Response
    5.6 The Steady-State Error of Feedback Control Systems
    5.7 Performance Indices
    5.8 The Simplification of Linear Systems
    5.9 Design Examples
    5.10 System Performance Using Control Design Software
    5.11 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
    5.12 Summary
    Skills Check ? Exercises ? Problems ? Advanced
    Problems ? Design Problems ? Computer Problems ?
    Terms and Concepts
    Chapter 6 The Stability of Linear Feedback Systems
    6.1 The Concept of Stability
    6.2 The Routh-Hurwitz Stability Criterion
    6.3 The Relative Stability of Feedback Control Systems
    6.4 The Stability of State Variable Systems
    6.5 Design Examples
    6.6 System Stability Using Control Design Software
    6.7 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
    6.8 Summary
    Skills Check ? Exercises ? Problems ? Advanced
    Problems ? Design Problems ? Computer Problems ?
    Terms and Concepts
    Chapter 7 The Root Locus Method
    7.1 Introduction
    7.2 The Root Locus Concept
    7.3 The Root Locus Procedure
    7.4 Parameter Design by the Root Locus Method
    7.5 Sensitivity and the Root Locus
    7.6 PID Controllers
    7.7 Negative Gain Root Locus
    7.8 Design Examples
    7.9 The Root Locus Using Control Design Software
    7.10 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
    7.11 Summary
    Skills Check ? Exercises ? Problems ? Advanced
    Problems ? Design Problems ? Computer Problems ?
    Terms and Concepts
    Chapter 8 Frequency Response Methods
    8.1 Introduction
    8.2 Frequency Response Plots
    8.3 Frequency Response Measurements
    8.4 Performance Specifications in the Frequency Domain
    8.5 Log-Magnitude and Phase Diagrams
    8.6 Design Examples
    8.7 Frequency Response Methods Using Control Design Software
    8.8 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
    8.9 Summary
    Skills Check ? Exercises ? Problems ? Advanced
    Problems ? Design Problems ? Computer Problems
    Terms and Concepts
    Chapter 9 Stability in the Frequency Domain
    9.1 Introduction
    9.2 Mapping Contours in the s-Plane
    9.3 The Nyquist Criterion
    9.4 Relative Stability and the Nyquist Criterion
    9.5 Time-Domain Performance Criteria in the Frequency Domain
    9.6 System Bandwidth
    9.7 The Stability of Control Systems with Time Delays
    9.8 Design Examples
    9.9 PID Controllers in the Frequency Domain
    9.10 Stability in the Frequency Domain Using Control Design Software
    9.11 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
    9.12 Summary
    Skills Check ? Exercises ? Problems ? Advanced
    Problems ? Design Problems ? Computer Problems ?
    Terms and Concepts
    Chapter 10 The Design of Feedback Control Systems
    10.1 Introduction
    10.2 Approaches to System Design
    10.3 Cascade Compensators
    10.4 Phase-Lead Design Using the Bode Plot
    10.5 Phase-Lead Design Using the Root Locus
    10.6 System Design Using Integration Compensators
    10.7 Phase-Lag Design Using the Root Locus
    10.8 Phase-Lag Design Using the Bode Plot
    10.9 Design on the Bode Plot Using Analytical Methods
    10.10 Systems with a Prefilter
    10.11 Design for Deadbeat Response
    10.12 Design Examples
    10.13 System Design Using Control Design Software
    10.14 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
    10.15 Summary
    Skills Check ? Exercises ? Problems ? Advanced
    Problems ? Design Problems ? Computer Problems ?
    Terms and Concepts
    Chapter 11 The Design of State Variable Feedback Systems
    11.1 Introduction
    11.2 Controllability and Observability
    11.3 Full-State Feedback Control Design
    11.4 Observer Design
    11.5 Integrated Full-State Feedback and Observer
    11.6 Reference Inputs
    11.7 Optimal Control Systems
    11.8 Internal Model Design
    11.9 Design Examples
    11.10 State Variable Design Using Control Design Software
    11.11 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
    11.12 Summary
    Skills Check ? Exercises ? Problems ? Advanced
    Problems ? Design Problems ? Computer Problems ?
    Terms and Concepts
    Chapter 12 Robust Control Systems
    12.1 Introduction
    12.2 Robust Control Systems and System Sensitivity
    12.3 Analysis of Robustness
    12.4 Systems with Uncertain Parameters
    12.5 The Design of Robust Control Systems
    12.6 The Design of Robust PID-Controlled Systems
    12.7 The Robust Internal Model Control System
    12.8 Design Examples
    12.9 The Pseudo-Quantitative Feedback System
    12.10 Robust Control Systems Using Control Design Software
    12.11 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
    12.12 Summary
    Skills Check ? Exercises ? Problems ? Advanced
    Problems ? Design Problems ? Computer Problems ?
    Terms and Concepts
    Chapter 13 Digital Control Systems
    13.1 Introduction
    13.2 Digital Computer Control System Applications
    13.3 Sampled-Data Systems
    13.4 The z-Transform
    13.5 Closed-Loop Feedback Sampled-Data Systems
    13.6 Performance of a Sampled-Data, Second-Order System
    13.7 Closed-Loop Systems with Digital Computer Compensation
    13.8 The Root Locus of Digital Control Systems
    13.9 Implementation of Digital Controllers
    13.10 Design Examples
    13.11 Digital Control Systems Using Control Design Software
    13.12 Sequential Design Example: Disk Drive Read System
    13.13 Summary
    Skills Check ? Exercises ? Problems ? Advanced
    Problems ? Design Problems ? Computer Problems ?
    Terms and Concepts
    References
    
    WEB RESOURCES
    Appendix A MATLAB Basics
    Appendix B MathScript RT Module Basics
    Appendix C Symbols, Units, and Conversion Factors
    Appendix D Laplace Transform Pairs
    Appendix E An Introduction to Matrix Algebra
    Appendix F Decibel Conversion
    Appendix G Complex Numbers
    Appendix H z-Transform Pairs Preface
    Appendix I Discrete-Time Evaluation of the Time Response
    展开

    前     言

    前 言
    关于本书
    诸如气候变化、清洁水资源、可持续发展、废物管理、减少排放和初始材料消耗,以及能源使用等全球性议题,促使许多工程师重新审视反省已有的工程设计方法和策略。工程设计策略改进演化的结果之一就是所谓的绿色工程。绿色工程的目的是使设计出的产品能够减少污染,降低对人类健康的风险,以及改善环境。采用绿色工程的设计原则,进一步突显了反馈控制系统的技术支撑作用。
    为了减少温室气体排放和尽量降低污染,就需要从质和量两个方面改进环境监控系统。这样的一个例子是基于移动感应平台,采用无线方式监测外部环境。另一个例子是通过测量超前和滞后功率因子、电压波动和谐波波形等参数,监测供电质量。许多绿色工程系统或部件都需要对电压和电流进行细致的监测。又例如,在相互连接的供电网络中,常常要用变流器来测量和调控电流。传感器是反馈控制系统中的重要部件,依据它测量提供的系统状态的信息,控制系统才能执行恰当的动作。
    人类面临的全球性问题对工程设备的自动化程度和精确度提出了日益增长的需求,自动控制系统在绿色工程中的应用将越来越广泛。本书选取了绿色工程中的一些主要应用实例,包括风力涡轮机控制和光伏发电机反馈控制建模等。后者的目的是,使光伏发电机在阳光随时间变化的情况下,也能通过反馈控制实现最大功率的发电。
    风力和太阳能是世界上重要的可再生能源。风能向电能的转化是通过连接到发电机的风力涡轮机实现的。风力的间歇性特性促进了智能电网的发展,风力发电有效工作时,智能电网要供风电上网;风力发电无风或不能稳定工作时,智能电网要通过其他来源供电上网。智能电网就是在发电装置出现间歇或大的扰动时,仍然能够将电能可靠高效地输送到家庭、企业、学校和其他用户的软硬件集成体。风力强度和方向的不规则特性也导致了有必要对风力涡轮机自身加以控制,以便产生可靠平稳的电能,这些控制系统或控制器件的直接目的就是减小风力间歇特性和风向改变对风力发电的影响。能量储备系统也是绿色工程的关键技术,我们要寻找更多类似燃料电池的可重用的能量储备系统。在高效的可重用能量储备系统中,主动控制也是一项关键的技术。
    控制工程的另一个令人兴奋的进展是物联网的兴起。物联网是由嵌入了电子部件、传感器和软件,并维持了连通性的物理实体构成的网络。就像设想的那样,物联网中数以百万计的实体中的每一个实体,都拥有一个嵌入式计算机(装置)并与互联网保持连通。谋求对这些互联实体的控制能力,对控制工程师具有巨大的吸引力。事实上,控制工程是一个充满新奇和挑战的领域,从本质上讲,它是一个跨学科的综合性领域,控制工程或控制原理课程则是工程类专业的核心课程。我们可以采用不同的途径来学习和掌握控制工程的基础知识和技能。一方面,由于控制工程奠定在坚实的数学基础之上,所以可将定理及其证明作为重点,从严格的理论的角度来学习控制工程的理论和方法;另一方面,由于控制工程的终极目标是实际系统中的控制实现,因此也可以在设计反馈控制系统的实践中,主要凭直觉和实践经验进行学习,不过这只是权宜之计。本节所采取的途径是,在介绍基本的数学工具和方法论的基础上,着重介绍物理系统的建模,以及满足实用性能指标要求的实际控制系统的设计。
    作者坚信,对于我们每个人来说,最重要和最有成效的学习方法是对前人已经得到的答案和方法进行重新发现和创新。因此,理想的教学方法是向学生提出一系列问题,并给出部分过去已有的启发性结果。传统方法不重视向学生提出问题,而是直接给出完整的答案,剥夺了学生感受刺激和兴奋的机会,因而与创新意愿无缘,同时也将人类获得科技进步的探索变成了一堆干巴巴的定理。教学的最高境界则是向学生提供一些我们当前面临的、重要但尚无答案的问题,由学生自己去寻找答案。这样一来,他们可以自豪地宣称,他们所学到的知识都是自己所发现的。
    本书的目的在于,通过正文和习题,向学生介绍基本的反馈控制理论,提供一系列发现问题和解决问题的机会,帮助学生体验重新发掘反馈控制系统理论及其应用实践的过程。如果能够对此目的有所裨益,那就意味着本书取得了成功。
    第十三版的更新
    现代控制系统的最新版本进行了下列主要更新:
    新增了交互式电子教材可供选用。
    为学生和教师更新了配套网站:www.pearsonhighered.com/dorf。
    新增或者修改了超过20%左右的课后习题。本书总共提供了980道基础练习题、一般习题、难题、设计题和计算机辅助设计题等各类题目,教师可以方便地根据进度布置不同的作业。
    为了便于理解和术语统一,更新了第10章超前校正控制器和滞后校正控制器的设计过程。
    为了更清晰地展现教材内容,调整了内容的编排和布局。
    关于读者
    本书是为工程类学科的本科生编写的控制系统基础教材。控制系统在航天、化工、电气、机械等学科中的应用原理差异甚微,因此本书的编写对任何工程类学科无所偏倚① 。所以,本书可望能够同样适用于所有工程类学科,这正好有力地说明了控制工程的实用性。书中大量的习题和实例来自不同的学科领域,其中所举的关于社会学、生物学、生态学和经济学控制系统的实例,旨在使读者认识到,控制理论可以普遍应用于生活的诸多方面。我们认为,让特定专业的学生接触其他学科的例子和习题,有利于拓宽他们的视野和思路,提高他们跨学科学习和研究的能力。事实上,许多学生将来要从事的技术工作并不等同于他们目前所学的学科专业。我们希望,这本控制工程的基础教程能让学生对控制系统的分析和设计有广泛的了解。
    全球众多大学采用了本书的前十二版作为工程类学科的高年级本科生教材。缺少控制工程基础的工程类学科的研究生,也常常选用它作为教材。
    关于本书的第十三版
    在第十三版中,我们新创建了交互式电子教材,以便读者增加学习体验,充分利用“现代控制系统”丰富的数字资源。这些资源包括嵌入式视频、动态图表、在线技能测验和其他教学资源的链接。交互式电子教材提供了强大的互动交互功能,对于纸版教材而言,这种功能即使不是不可能的,至少也是非常困难的。
    
    我们还为使用本书第十三版的学生和教师们提供了一个配套网站(www.pearsonglobaleditions.com/dorf)。网站内容包括书中用到的所有m脚本程序(即MATLAB程序脚本)、拉普拉斯变换表、z变换表,以及关于矩阵代数、复数、符号、计量单位、变换因子和LabVIEW MathScript RT Module介绍等方面的材料。本书正文涉及网站中的材料时,将在页边用一个图标来加以提示(见段首图标)。
    重视控制系统设计是本书历来的特色,第十三版延续并发展了这一特色。结合设计磁盘驱动器读取系统这样一个实际工程问题,我们设计了“循序渐进设计示例”。书中每章都将利用该章介绍的概念和方法,逐步对此示例进行研讨。磁盘驱动器广泛应用于各类计算机,是控制工程的一个重要的应用示例。书中各章分别研究了磁盘驱动器读取系统控制器设计的不同方面,例如,第1章确定了它的控制目标、受控变量、指标设计要求及基本的系统结构;第2章建立了受控对象、传感器和执行机构的模型;后续各章则利用该章介绍的知识要点,继续从不同方面研究磁盘驱动器的控制问题。
    
    基于和“循序渐进设计示例”同样的思路,我们还编拟了一种称为“连续性设计题”的习题,给学生提供一个通过逐章的练习,最终完成设计任务的机会。精密加工对滑动工作台控制系统提出了严格的要求。在“连续性设计题”中,要求学生运用各章介绍的技术和方法,完成满足给定的性能指标要求的控制系统设计。
    
    本书进一步完善了计算机辅助设计和分析方面的内容。同时,针对“循序渐进设计示例”中不同问题的解决方案,也给出了相应的m脚本程序。
    本书每章后面都包含了一个名为“技能自测”的小节。每个“技能自测”小节包括正误判断、多项选择和术语匹配三类题目,以便于学生自行检查对本章内容的掌握情况。每章最后还给出了相应的答案,以便学生及时反馈学习效果。
    教学方法
    全书围绕控制系统时域和频域理论的基本概念来展开和组织材料,在内容主题的选择、例题和习题中实际系统的选材方面,尽量体现新颖性和先进性。这样一来,本书就包含了很多新的知识点,如鲁棒控制系统、系统灵敏度、状态空间模型、能控性和能观性、内模控制、鲁棒PID控制器、计算机控制系统、计算机辅助设计与分析等。同时,对于控制理论中那些已得到验证并极具实用价值的经典问题,本书也予以保留并有所扩展。
    构建基础理论体系:从经典到现代。本书旨在清晰地阐明时域和频域设计方法的基本原理。全书涵盖了控制工程的经典方法:拉普拉斯变换和传递函数;根轨迹设计法;劳斯-赫尔维茨稳定性分析;也包括伯德图法、奈奎斯特法和尼科尔斯法等频域响应法;还包括对标准测试信号的稳态跟踪误差;二阶系统近似;相角裕度、增益裕度和带宽等。此外, 本书还把讨论的范围扩展到了状态空间法, 讨论了状态空间模型的能控性和能观性的基本概念, 介绍了用于极点配置的Ackermann公式, 以及利用该公式进行全状态反馈设计的方法, 同时也讨论了状态变量反馈设计的局限性。针对状态信息无法完整测量的情况, 本书介绍了用于估计重建系统状态的观测器的概念。
    在上述基本原理的坚实基础上,本书还介绍了许多超出传统的新内容,如鲁棒控制和数字计算机控制等新主题,并专门用一章的篇幅,以实际工业用超前校正网和滞后校正网为中心,讨论了反馈控制系统的设计。解决实际问题始终是贯穿各章的重点。除了第1章,全书其余各章都介绍了计算机辅助分析与设计方面的内容。
    逐步提高解决问题的技能。阅读、听课、记笔记、推演例题都是学习过程的组成部分,但对学习效果的实际检验则依赖于完成每章后面的习题。本书注重提高学生解决问题的能力,每章所附的习题包括以下5类:
    基础练习题(以E开头)
    一般习题(以P开头)
    难题(以AP开头)
    设计题(以DP开头)
    计算机辅助设计题(以CP开头)
    例如, 第8章频率响应法所附的题目包括了15道基础练习题、27道一般习题、7道难题、7道设计题和9道计算机辅助设计题。基础练习题的目的是, 让学生在解决复杂问题之前,直接运用各章所介绍的概念和方法解决相对简单的问题, 约有1/3的基础练习题给出了答案。一般习题则要求学生灵活运用各章的概念以解决新的问题。难题表示相对复杂的问题。设计题侧重于让学生完成设计任务。计算机辅助设计题则旨在培养学生运用计算机解决问题的能力。全书共有980道题目,学生通过完成从练习题到设计题和计算机辅助设计题的各类题目,将越来越对自己解决问题的能力充满自信。原书有相应的教学辅导手册供所有采用本书教学的教师使用。手册中包含了所有题目的完整答案。
    此外, 作者还编写了名为“现代控制系统工具箱”(Modern Control Systems Toolbox)的教学辅助材料, 包括每个计算机辅助设计例题的所有m脚本程序。读者可从网站www.pearsonglobaleditions.com/dorf下载这些m脚本程序。
    阐释基本原理,强化设计训练。实际复杂控制系统的设计是贯穿全书的主题。强调实际应用系统的设计训练, 有利于适应ABET(Accreditation Board for Engineering and Technology,美国工程技术认证委员会)的认证和工业设计的需要。
    控制系统的设计流程可以分为7个模块, 这些模块又可以归为3大类:
    1. 确定控制目标和受控变量, 并定义系统性能指标设计要求;
    2. 系统定义和建模;
    3. 控制系统设计, 全系统集成的仿真和分析。    
    
    本书的每一章都强调系统设计流程与该章主题和知识点之间的对应关系,目的在于通过实例来展示控制系统设计流程中不同方面的内容。
    各章都用大量的例题详细示范说明了控制系统的设计流程,这些例题涵盖控制系统设计在多个领域的应用,包括机器人、制造业、医疗和交通(地面、空中和太空)。
    本书每章都专门安排了一节来帮助学生学习计算机辅助分析和设计, 并运用计算机辅助设计的手段, 对本章中的实例和概念进行再分析和再设计。通常都提供了用于反馈控制系统设计与分析的m脚本程序 ,并采用注释条对每个m脚本程序中的要点进行了说明, 与文本对应的运算输出结果(通常是曲线图)也采用注释条进行了说明。以这些m脚本程序为基础, 再稍加修改, 就可以用来解决其他问题。
    
    提供学习帮助。每章开篇都有新修订的提要, 介绍本章将要讨论的主要问题, 每章末尾都附有小结、技能自测以及主要概念和术语。这些内容有利于强化各章所介绍的重要概念, 也便于今后使用时参考。
    必要时使用第二种颜色或背景色,用于强调并使得图形和数据更容易解释。例如,考虑计算机控制的汽车喷漆机器人,我们要求学生研究增益K取不同值时闭环系统的稳定性,并确定系统对单位阶跃扰动的响应,即对Td (s) = 1/s,R(s) = 0的响应。对应的图表从两个方面给学生提供帮助:图(a)对问题有更直观的理解,图(b)进一步求解确定传递函数模型并完成分析。
    
    内容编排
    第1章 控制系统导论。首先简要介绍了控制理论和实践的发展历史。其主要目的在于介绍设计和实现控制系统的一般流程和方法。
    第2章 系统数学模型。介绍了实际物理系统的输入输出模型, 或者说, 以传递函数形式为主的数学模型,广泛涵盖了各类实际控制系统。
    第3章 状态空间模型。介绍了采用状态变量的系统状态空间模型。运用矩阵工具, 讨论了控制系统的瞬态时间响应及其性能。
    第4章 反馈控制系统的特性。介绍了反馈控制系统的特性, 讨论了反馈的优点, 引入了系统偏差信号的概念。   
    第5章 反馈控制系统的性能。仔细研究了反馈控制系统的性能指标, 系统的性能与系统传递函数的零点和极点在s平面上的位置分布密切相关。
    第6章 线性反馈系统的稳定性。研究了线性反馈系统的稳定性, 考察了系统稳定性与系统传递函数的特征方程之间的关系, 介绍了劳斯-赫尔维茨稳定性判据。
    第7章 根轨迹法。研究了当1或2个系统参数变化时, 系统特征根在s平面上的运动轨迹, 讨论了如何用图解法来确定s平面上的根轨迹, 还介绍了应用广泛的PID控制器和PID参数整定的齐格勒-尼科尔斯法。
    第8章 频率响应法。研究了当频率变化时, 系统对正弦输入信号的稳态响应, 讨论了伯德图等频率响应图。
    第9章 频域稳定性。采用频率响应法研究系统的稳定性, 讨论了系统的相对稳定性和奈奎斯特稳定性判据。利用奈奎斯特图、伯德图和尼科尔斯图等工具来考察系统的稳定性。
    第10章 反馈控制系统设计。讨论了控制系统的几种设计和校正方法, 介绍了多种实用的校正装置, 并对它们改善系统性能的机理进行了说明。重点是超前校正器和滞后校正器设计。
    第11章 状态变量反馈系统设计。主要讨论了如何利用状态空间模型设计控制系统, 讨论了基于极点配置的全状态反馈设计和观测器设计方法, 给出了系统能控性和能观性的判别方法, 讨论了内模设计概念。
    第12章 鲁棒控制系统。介绍了在存在不确定性的情况下, 如何设计高精度控制系统的问题。讨论了5种鲁棒设计方法:根轨迹法、频域响应法、用于鲁棒PID控制器设计的ITAE方法、内模设计法和伪定量反馈设计法。
    第13章 数字控制系统。介绍了描述和分析计算机控制系统及其性能的方法, 讨论了数据采样控制系统的稳定性与其他性能。
    致谢
    我们向对本书的十三版以及以前各版本的撰写和出版给予过热情帮助的人士表示真诚的感谢,他们是:Mahmoud A. Abdalah(俄亥俄州立中部大学),John N. Chiasson(匹兹堡大学),Samy El-Sawah(加州州立理工大学波莫纳分校),Peter J. Gorder(堪萨斯州立大学),Duane Hanselman(缅因大学),Ashok Iyer(内华达大学拉斯维加斯分校),Leslie R. Koval(密苏里大学罗拉分校),L. G. Kraft(新罕布什尔大学),Thomas Kurfess(佐治亚理工学院),Julio C. Mandojana(明尼苏达州立大学曼卡托分校),Luigi Mariani(帕多瓦大学),Jure Medanic(伊利诺伊大学厄本那-香槟分校),Eduardo A. Misawa(俄克拉荷马州立大学),Medhat M. Morcos(堪萨斯州立大学),Mark Nagurka(马凯特大学),D. Subbaram Naidu(爱达荷州立大学),Ron Perez(威斯康星大学密尔沃基分校),Carla Schwartz(MathWorks公司),Murat Tanyel(Dordt学院),Hal Tharp(亚利桑那大学),John Valasek(得克萨斯农工大学),Paul P. Wang(杜克大学),Ravi Warrier(GMI工程与管理研究所)。特别感谢Greg Mason(西雅图大学)和Jonathan Sprinkle(亚利桑那大学)支持制作了本书的交互式电子视频版本。
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    作者愿与本书的读者建立稳定的联系,我们热切希望读者能对本书及其未来的后续版本提出宝贵意见和建议。通过这种稳定的联系,我们可以及时地将读者普遍感兴趣的热点信息发送给您,也可以将其他读者对本书的意见或评论转告您。
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