《自动控制:多学科视角》作者:[瑞典]阿斯特鲁、[美]默里著;尹华杰译

自动控制:多学科视角

  • 内容简介:

    《自动控制:多学科视角》是自动控制领域国际级权威的经典著作。书中通过物理学、生物学、计算机科学和运筹学等学科中的应用实例,全面阐述了反馈控制的基本理论和设计方法,介绍了对反馈系统进行建模、分析和设计时的数学应用,讲解了频域中的分析方法,包括传递函数、奈奎斯特分析、PID控制、频域设计和鲁棒性等。
    对于本科生和研究生来说,这是一本完美的自动控制原理教科书;对于研究人员来说,这是一本必不可少的内容全面的参考书。

  • 作者简介:

    阿斯特鲁姆,瑞典皇家科学院成员,瑞典皇家工程科学院副院长,美国国家工程学院外籍院士。著名的控制理论专家,在控制理论、控制引擎、计算机控制和自适应控制方面作出了杰出的贡献。曾获得多项奖励,如1985年获RufusOldenburger奖,1987年获IFACQuazza奖章,1990年获IFEE控制系统领域奖,1993年获IEEE的最高奖项:IEEE荣誉奖章。

    RichardM.Murray著名的控制理论专家,加利福尼亚技术学院控制与动力系统方面的教授。研究领域涉及网络系统的反馈和控制等,当前研究的项目包括新的控制系统架构、生物反馈系统和网络控制系统。除本书外,还与人合著了《机器人控制的数学入门》一书。

    译者简介:

    尹华杰,华中科技大学电气工程系博士(1994年),美国伊利诺伊大学(UIUC)电磁计算中心访问学者(1999年至2000年),华南理工大学电气工程系教授。主要从事电气传动控制、电力电子及工程电磁场数值计算等方向的科研与教学工作。曾主持完成国家自然科学基金一项、广东省自然科学基金一项,目前正主持“基于等效超级电容观念的能量回馈型动态负荷群的性能分析与协调控制”的国家自然科学基金项目。

  • 目录:

    第1章引论1
    1.1什么是反馈1
    1.2什么是控制3
    1.3反馈实例4
    1.3.1早期技术实例4
    1.3.2发电与输电5
    1.3.3航空与运输6
    1.3.4材料及其处理7
    1.3.5仪器8
    1.3.6机器人学与智能机器9
    1.3.7网络与计算系统10
    1.3.8经济学11
    1.3.9自然中的反馈12
    1.4反馈特性14
    1.4.1鲁棒性与不确定性14
    1.4.2动态特性的设计15
    1.4.3高级自动控制16
    1.4.4反馈的缺点17
    1.4.5前馈17
    1.4.6正反馈18
    1.5简单形式的反馈18
    1.5.1通断控制18
    1.5.2PID控制19
    1.6进阶阅读20
    习题21
    第2章系统建模22
    2.1建模的概念22
    2.1.1力学中的阐释22
    2.1.2电气工程的阐释24
    2.1.3控制的观点25
    2.1.4多学科建模26
    2.2状态空间模型27
    2.2.1常微分方程组27
    2.2.2差分方程30
    2.2.3仿真与分析33
    2.3建模方法35
    2.3.1方框图36
    2.3.2实验建模38
    2.3.3归一化与定标39
    2.3.4模型的不确定性40
    2.4建模实例41
    2.4.1运动控制系统41
    2.4.2信息系统43
    2.4.3生物系统47
    2.5进阶阅读49
    习题49
    第3章实例53
    3.1定速巡航控制53
    3.2自行车动态特性模型56
    3.3运算放大器电路58
    3.4计算系统与网络61
    3.4.1Web服务器控制61
    3.4.2拥塞控制63
    3.5原子力显微镜65
    3.6药物管理68
    3.6.1房室模型69
    3.6.2胰岛素-葡萄糖动态平衡70
    3.7种群动态特性72
    3.7.1后勤增长模型72
    3.7.2捕食者-猎物模型72
    习题73
    第4章动态行为76
    4.1求解微分方程76
    4.2定性分析78
    4.2.1相图79
    4.2.2平衡点和极限环79
    4.3稳定性81
    4.3.1定义81
    4.3.2线性系统的稳定性83
    4.3.3基于线性近似的稳定性分析86
    4.4李雅普诺夫稳定性分析88
    4.4.1李雅普诺夫函数88
    4.4.2Krasovski-Lasalle不变性原理94
    4.5参数化行为与非局部行为95
    4.5.1吸引域95
    4.5.2分岔96
    4.5.3利用反馈进行非线性动态特性设计98
    4.6进阶阅读100
    习题100
    第5章线性系统104
    5.1基本定义104
    5.1.1线性特性105
    5.1.2时不变性107
    5.2矩阵指数108
    5.2.1初始条件响应108
    5.2.2约当标准型111
    5.2.3特征值和模式114
    5.3输入/输出响应116
    5.3.1卷积方程116
    5.3.2坐标不变性118
    5.3.3稳态响应120
    5.3.4采样125
    5.4线性化127
    5.4.1平衡点处的雅可比线性化128
    5.4.2反馈线性化130
    5.5进阶阅读131
    习题131
    第6章状态反馈134
    6.1可达性134
    6.1.1可达性的定义134
    6.1.2可达性的判定135
    6.1.3可达标准型138
    6.2基于状态反馈的稳定化141
    6.2.1状态空间控制器的结构141
    6.2.2可达标准型系统中的状态反馈144
    6.2.3特征值配置145
    6.3状态反馈的设计147
    6.3.1二阶系统147
    6.3.2高阶系统151
    6.3.3线性二次调节器153
    6.4积分作用157
    6.5进阶阅读159
    习题160
    第7章输出反馈163
    7.1可测性163
    7.1.1可测性的定义163
    7.1.2可测性的检验164
    7.1.3可测标准型166
    7.2状态估算167
    7.2.1观测器167
    7.2.2观测器增益的计算170
    7.3基于状态估计的控制171
    7.4卡尔曼滤波器174
    7.5一种通用控制器结构177
    7.5.1前馈177
    7.5.2线性系统的卡尔曼解构180
    7.5.3计算机实现181
    7.6进阶阅读183
    习题183
    第8章传递函数185
    8.1频域建模185
    8.2传递函数的推导186
    8.2.1指数信号的传输186
    8.2.2坐标的改变189
    8.2.3线性系统的传递函数189
    8.2.4增益、极点和零点192
    8.3方框图和传递函数195
    8.3.1控制系统的传递函数196
    8.3.2极点/零点抵消199
    8.3.3代数环200
    8.4伯德图201
    8.4.1伯德图的绘制及解释202
    8.4.2由实验获得传递函数207
    8.5拉普拉斯变换209
    8.6进阶阅读210
    习题211
    第9章频域分析法215
    9.1环路传递函数215
    9.2奈奎斯特判据217
    9.2.1奈奎斯特图217
    9.2.2条件稳定性221
    9.2.3通用奈奎斯特判据221
    9.2.4奈奎斯特稳定定理的推导222
    9.3稳定裕度223
    9.4伯德图关系和最小相位系统227
    9.5增益和相位的广义概念229
    9.5.1系统增益229
    9.5.2小增益和无源性230
    9.5.3描述函数231
    9.6进阶阅读232
    习题233
    第10章PID控制235
    10.1基本控制功能235
    10.2用于复杂系统的简化控制器239
    10.3PID整定242
    10.3.1Ziegler-Nichols整定242
    10.3.2延迟反馈244
    10.4积分器饱和245
    10.5实现247
    10.5.1滤波微分247
    10.5.2给定加权247
    10.5.3基于运算放大器的实现248
    10.5.4计算机实现249
    10.6进阶阅读250
    习题251
    第11章频域设计253
    11.1灵敏度函数253
    11.2前馈设计256
    11.3性能指标258
    11.3.1对参考信号的响应258
    11.3.2对负载干扰及测量噪声的响应259
    11.4基于环路整形的反馈设计261
    11.4.1设计考虑因素261
    11.4.2超前和滞后补偿262
    11.5基本限制因素265
    11.5.1右半平面极点、零点以及时间延迟265
    11.5.2波特积分公式268
    11.5.3波特公式的推导271
    11.6设计实例272
    11.7进阶阅读275
    习题275
    第12章鲁棒性能278
    12.1建模的不确定性278
    12.1.1未被建模的动态特性279
    12.1.2两个系统的相似——维尼科姆度量280
    12.2存在不确定性时的稳定性282
    12.2.1应用奈奎斯特判据判断鲁棒稳定性282
    12.2.2Youla参数化285
    12.3存在不确定性时的性能287
    12.3.1干扰衰减287
    12.3.2参考信号的跟踪288
    12.4鲁棒性极点配置290
    12.4.1慢稳过程零点290
    12.4.2快稳过程极点292
    12.4.3极点配置的设计准则293
    12.5鲁棒性能设计296
    12.5.1定量反馈理论296
    12.5.2线性二阶控制297
    12.5.3H1控制297
    12.5.4干扰加权299
    12.5.5鲁棒设计的局限299
    12.6进阶阅读300
    习题300
    参考文献302


数据来源网络,发布时间为(2022-11-12 16:45:53)

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