基本信息出版社：机械工业出版社
页码：398 页
出版日期：2008年08月
ISBN：7111242661/9787111242666
条形码：9787111242666
版本：第1版
装帧：平装
开本：16
正文语种：中文
丛书名：21世纪高等院校电气信息类本科规划教材
图书品牌：华章图书

内容简介 本书以自动控制系统为背景，以原"自动控制原理"为主要内容。把"自动控制原理"明确看成是在"信号与系统"理论基础之上建立起来的，因而比一般"自动控制原理"包含更多的"信号与系统"的内容，从而使理论体系更趋科学、合理。
本书特点
●选材力求侧重基础、结合实际。
●叙述力求准确清晰，非重点内容用仿宋体排印。
●备有MATLAB举例、习题及其解答。
目录

前言
教学建议

第1章绪论
1.1信号与系统
1.1.1信号与信号处理
1.1.2几种类别的信号
1.1.3信号的分析与综合
1.1.4系统
1.1.5系统的数学模型
1.1.6信号与系统理论
1.2系统的分类
1.2.1定常系统与时变系统
1.2.2线性系统与非线性系统
1.2.3确定性系统与随机信号系统
1.2.4即时系统与动态系统
1.2.5可逆系统与不可逆系统
1.2.6连续时间系统与离散时间系统
1.2.7单输入单输出系统与多输入多输出系统
1.2.8一维信号系统与多维信号系统
1.2.9非线性特性的小偏差线性化
1.3自动控制工程与自动控制理论
1.3.1自动控制工程
1.3.2自动控制理论
1.3.3反馈控制系统及其组成
1.3.4开环控制
1.3.5前馈补偿和复合控制
1.3.6基本控制方式
1.3.7恒值系统与随动系统
1.3.8电力传动系统、过程控制系统与液压控制系统
1.3.9控制理论的回顾
1.3.10自动控制工程与信号处理的关系
1.3.11本书概要
1.3.12学习目的和方法
本章小结
习题

第2章连续信号的频域分析
2.1周期信号的傅里叶级数
2.1.1三角形式的傅里叶级数
2.1.2指数形式的傅里叶级数
2.2傅里叶积分与傅里叶变换
2.2.1傅氏积分与傅氏变换的概念
2.2.2信号的频谱密度与频域分析
2.2.3单位脉冲函数δ(t)的复习
2.2.4几种重要信号的频谱
2.2.5周期信号的傅氏变换
2.2.6傅氏变换表
2.3傅氏变换的基本性质
2.4拉普拉斯变换
2.4.1双边拉氏变换
2.4.2单边拉氏变换
2.4.3单边拉氏变换的基本性质
2.4.4拉氏反变换
2.4.5拉氏变换的应用
本章小结
习题

第3章线性连续系统的时域分析
3.1线性常系数常微分方程及其解
3.1.1线性常系数常微分方程的经典解
3.1.2用拉氏变换法解初值问题
3.1.3零输入响应与零状态响应
3.1.4线性系统定义的修正
3.1.5响应的暂态分量与稳态分量
3.2线性定常系统的脉冲响应函数与卷积
3.2.1脉冲响应函数和卷积
3.2.2脉冲响应函数的数值求法
3.2.3因果系统
3.2.4小结
3.3因果线性定常系统的传递函数
3.3.1传递函数的定义
3.3.2传递函数与微分方程的关系
3.3.3关于传递函数的一些规律
3.3.4延迟环节
3.3.5系统的静态数学模型
3.4动态结构图及其等效变换
3.4.1动态结构图
3.4.2结构图的等效变换
3.5信号流图与梅逊公式
3.5.1信号流图
3.5.2梅逊公式
3.6实际系统的结构图
3.6.1引言
3.6.2机械系统
3.6.3电气系统
3.6.4液位系统
3.6.5热力系统
3.6.6小结
3.7BIBO稳定性
3.7.1BIBO稳定的概念
3.7.2线性定常系统BIBO稳定的充要条件
3.7.3传递函数BIBO稳定的充要条件
3.8零输入稳定性
3.8.1零输入稳定性的概念
3.8.2零输入稳定的一些实际情况
3.8.3零输入稳定的充要条件
3.8.4微分环节的零输入稳定性
3.8.5BIBO稳定性和零输入稳定性的区别和联系
3.8.6临界不稳定
3.8.7不稳定系统的全响应
3.9代数稳定判据
3.9.1引言
3.9.2传递函数稳定的必要条件
3.9.3赫尔维茨判据
3.9.4劳斯判据
3.9.5代数稳定判据应用于控制系统
本章小结
习题

第4章控制系统的时域分析与校正
4.1控制系统的时域性能指标
4.1.1典型输入信号
4.1.2单位阶跃扰动下的动态性能指标
4.1.3阶跃扰动时的误差和稳态误差
4.1.4单位阶跃响应的代表性
4.1.5阶跃给定下的动态性能指标
4.1.6阶跃给定下的稳态误差
4.1.7抗扰性能与跟随性能的关系
4.2一阶系统的性能计算
4.2.1一阶系统的实例
4.2.2一阶系统的单位阶跃响应
4.2.3一阶系统的脉冲响应和斜坡响应
4.3二阶系统的性能计算
4.3.1典型二阶系统
4.3.2二阶系统的单位阶跃响应
4.4高阶系统动态性能的计算
4.4.1高阶系统的阶跃响应
4.4.2高阶系统暂态响应的特点
4.5用终值定理计算稳态误差
4.5.1引言
4.5.2用终值定理计算给定稳态误差
4.5.3用终值定理计算扰动稳态误差
4.6反馈控制系统的根轨迹
4.6.1由开环传递函数分析闭环动态性能
4.6.2根轨迹图
4.6.3幅值条件和相角条件
4.6.4徒手绘制根轨迹的基本法则
4.7根轨迹法分析与校正
4.7.1由开环传递函数分析闭环性能
4.7.2开环系统中的其他参数对闭环性能的影响
4.7.3校正
4.7.4串联超前校正
4.7.5串联滞后校正
4.7.6串联滞后-超前校正
4.8PID调节器
4.8.1什么是PID调节器
4.8.2PID调节作用的时域解释
4.8.3PID调节器参数的实验整定
4.9前馈补偿
4.9.1按扰动的前馈补偿
4.9.2按给定的前馈补偿
本章小结
习题

第5章线性连续系统的频域分析
5.1线性定常系统的频率特性函数
5.1.1频率特性函数
5.1.2稳定系统的正弦稳态响应
5.1.3理想滤波器
5.1.4频率特性的实验测定和频域分析法
5.1.5几点补充
5.2频率域滤波原理
5.2.1频率域滤波的概念
5.2.2无失真传输的条件
5.2.3线性相位滤波器
5.3非因果系统与因果系统
5.3.1非因果系统
5.3.2脉冲响应函数、传递函数与频率特性的适用范围
5.4巴特沃斯滤波器
5.4.1巴特沃斯低通滤波器
5.4.2巴特沃斯高通滤波器
5.5对数频率特性曲线
5.5.1对数幅频特性曲线
5.5.2对数相频特性曲线
5.5.3典型环节的对数频率特性曲线
5.6串联系统的波德图
5.6.1一般规律
5.6.2串联系统波德图的简捷画法
5.6.3最小相位系统的波德图
5.6.4从实验的频率特性曲线求传递函数
5.7幅相频率特性曲线
5.7.1幅相频率特性曲线的画法
5.7.2串联系统的幅相频率特性曲线
5.7.3最小相位系统幅相频率特性
曲线的特点
本章小结
习题

第6章控制系统的频域分析与校正
6.1闭环频率特性与时域动态性能的关系
6.1.1闭环频率特性
6.1.2二阶系统
6.1.3高阶系统
6.2奈奎斯特稳定判据
6.2.1由开环频率特性分析闭环动态性能
6.2.2开环无纯虚数极点时的奈氏判据
6.2.3开环串联有积分环节时的奈氏判据
6.2.4开环没有右半开平面上的极点的情况
6.2.5开环串联有延迟环节时的奈氏判据
6.2.6已知开环波德图时的稳定性判断
6.3最小相位系统的稳定裕量
6.3.1定义
6.3.2在开环波德图上看稳定裕量
6.3.3相位裕量的计算
6.3.4开环对数幅频曲线与稳定性的关系
6.3.5开环传递函数的简化
6.3.6小结
6.4开环频率特性与其他闭环性能的关系
6.4.1单位反馈的二阶系统
6.4.2高阶系统
6.4.3由开环频率特性曲线绘制闭环频率特性曲线
6.4.4开环对数幅频曲线与稳态精度的关系
6.4.5开环对数幅频曲线的高频部分
6.5串联超前校正
6.5.1频率法校正
6.5.2超前校正装置
6.5.3用波德图说明串联超前校正原理
6.5.4用波德图进行超前校正的步骤
6.6串联滞后校正
6.6.1滞后校正原理
6.6.2滞后校正步骤
6.7串联滞后-超前校正和PID调节器
6.7.1串联滞后-超前校正
6.7.2PID调节器
6.8频率法反馈校正
6.8.1反馈结构的基本特点
6.8.2反馈校正与反馈结构的优点
6.8.3反馈校正对控制性能的改善
6.8.4试凑法的小结
本章小结
习题

第7章离散信号的频域分析
7.1离散信号与离散系统
7.1.1实际信号的谱分析
7.1.2数字滤波
7.1.3计算机控制系统
7.1.4数字传输电话
7.1.5离散信号与离散系统
7.2序列的傅里叶积分与频谱函数
7.2.1序列傅氏变换
7.2.2举例
7.2.3连续信号与其采样序列频谱的关系
7.2.4采样定理
7.2.5序列傅氏变换的性质
7.3序列的z变换
7.3.1序列的双边z变换
7.3.2因果序列的单边z变换
7.3.3z变换表
7.4z反变换
7.4.1定义
7.4.2z反变换的方法
……
序言 本书可作为普通高等学校本科的自动化专业和其他专业"自动控制原理"课程的教材或教学参考书，参考学时为100~140学时。
本书特色鲜明：选材力求侧重基础、结合实际；叙述力求准确清晰、深入浅出，非重点内容用仿宋体排印，篇幅较短；备有MATLAB举例、习题及部分答案；配套的课件可在机械工业出版社的网站上下载。本书面向一般院校，尤其对非重点院校的师生更为合适。
本书的最大特点是：以"信号与系统"理论为基础，因而比一般"自动控制原理"包含更多的"信号与系统"的内容，从而使理论体系更趋科学合理。因此，特别适合不另开设"现代控制理论"和"信号与系统"课程的学校使用。
近年来不少学校的自动化专业新开设了"信号与系统"课程，使得原"自动控制原理"这门课分成了3门课，即"反馈控制理论"、"现代控制理论"和"信号与系统"。在笔者看来，这在实际教学上难以顾及学科的完整性和连续性，流弊重重。
有些开设了"信号与系统"的学校为了避免"信号与系统"与"积分变换"内容的重复，取消了"积分变换"这门课。这不但严重影响了"电路"课的教学；而且也削弱了"积分变换"作为一门数学课的严密性。
经过思考和实践，笔者逐渐形成了下述观点和做法：
1弊魑一门工程数学和"电路"、"电工学"的基础，"积分变换与复变函数"不宜取消，也不宜在另一门课中大量重复。
2"自动控制原理"是建立在"信号与系统"的理论基础之上的。通常"自动控制原理"中的大部分内容，如微分方程、卷积、传递函数、结构图、信号流图、稳定性、根轨迹、频率特性、奈氏判据、稳定裕量、z变换与z传递函数、状态方程、非线性系统等，从概念和应用上都与一般系统相联系。如果把这些都算做"信号与系统"的内容，则"自动控制原理"自身的内容就只剩下控制性能、系统综合等很少的内容。笔者认为，与其零碎地涉及信号与系统的理论，倒不如较系统地介绍相关的概念。这能使理论体系还其本来面目，从而有利于"自动控制原理"自身的阐述和发展。
3北臼槭且宰远控制系统为背景，以原"自动控制原理"为主要内容。主要线索是由一般系统到控制系统，即一般理论是控制理论的基础，控制理论是一般理论的应用。积分变换主要作为复习来叙述。大部分篇幅仍是原"自动控制原理"的内容，但从一般信号与系统的高度来看待，这使很多基本概念的阐述更加严谨全面，同时对"信号与系统"也有了基础性的了解。
4苯萄Х至礁鲅期进行：上学期是经典连续部分，下学期是离散、现代和非线性部分。
本书的其他特点还有：
1崩砺哿系实际。几乎在所有的章节都配合实例，以解决实际工程问题为主要目的，引入或应用基本概念，同时还安排了不少联系实际、扩大知识面的习题。
2毖〔牟嘀鼗础。尽量避免理论性和工程性过强的内容，次要的结论、公式、图表予以删除。
3辈愦吻逦。把信号分析与系统分析、一般系统与控制系统、连续与离散、时域与频域、经典与现代分开叙述，希望能更容易被读者接受。首次出现的名词、概念以黑体标出，非重点内容以仿宋体排印。
4弊詈笠徽率ATLAB举例。可作为MATLAB的上机指导书。读者可以在阅读前面章节的同时，随时依据这一章来上机，这将有利于对理论的理解。
5逼幅较短，兼顾非重点院校。
6迸涮卓渭可在机械工业出版社的网站上下载。
使用本书时，不必一次全看懂。用做教学时，应选择最基础的内容重点讲解（课件基本上都需讲解），不宜面面俱到。很多段落和句子可以自学，有些内容可以宣布不考试，习题也不必每题都会做。
本书由罗抟翼主编。第1、3、4、5、9章由罗抟翼执笔，第2、10章由付家才执笔，第111~118节、习题答案由王正执笔，第6章由王丽梅执笔，第7、8章由程桂芬执笔，第119~1110节由吴伟执笔。课件由王正、王丽梅根据正文缩编、制作。全书由罗抟翼修改定稿。
本书的初稿曾经刘春芳、吴伟、刘爱民、王雪丹、江志成等老师阅读，并提出了不少宝贵的意见，在此特致诚挚的谢意。
书中的不足和错误之处，恳请读者给予指正。
文摘 插图：