自動控制系統
活動訊息
內容簡介
本書編排架構以古典控制學、現代控制學、物理控制系統的數學模式與數位控制的安排為主，每個章節中均增添了許多詳實的觀念解析與重要的例題練習，尤其是配合國際間最新版本的自動控制教科書，於書中做了許多值得讀者注意的註解，相信對讀者在研究、進修與考試上，都會有很大的幫助。
本書第一單元從第一章開始至第八章結束，我們稱之為古典控制學。古典控制學探討自動控制最早被完整發展出來的理論，本單元先從古典控制的基礎數學介紹起，再融入系統的概念，發展出轉移函數的想法，穩定度的定義，時間響應的探討，根軌跡的理論，頻域的架構與分析，最後控制器的形式與設計。
第二單元為第九章至第十二章的內容，我們稱之為現代控制學。現代控制學的內容除了先介紹現代控制理論的基礎數學外，更探討了現代控制學中最重要的狀態概念，並由此瞭解現代控制學與古典控制學最大的不同處。接著再導引出現代控制學的三大觀念，也就是漸近穩定、控制性與觀察性的想法。有了以上結果，現代控制最重要的學理貢獻，也就是狀態回授設計與觀察器就可以順利地在第十二章中推導出來。
最後，第三單元為第十三章至第十五章的內容，我們稱之為特殊單元。其中第十三章探討如何建構各種常見控制系統的數學模式，並瞭解實際控制系統在古典控制轉移函數或現代控制動態方程式的關係為何。第十四章則研究基本的離散系統與數位控制理論，瞭解數位化控制系統模式的推導與建立。最後，第十五章則是簡單地介紹非線性系統的線性化理論，讓讀者瞭解基礎非線性系統概念。
本書第一單元從第一章開始至第八章結束，我們稱之為古典控制學。古典控制學探討自動控制最早被完整發展出來的理論，本單元先從古典控制的基礎數學介紹起，再融入系統的概念，發展出轉移函數的想法，穩定度的定義，時間響應的探討，根軌跡的理論，頻域的架構與分析，最後控制器的形式與設計。
第二單元為第九章至第十二章的內容，我們稱之為現代控制學。現代控制學的內容除了先介紹現代控制理論的基礎數學外，更探討了現代控制學中最重要的狀態概念，並由此瞭解現代控制學與古典控制學最大的不同處。接著再導引出現代控制學的三大觀念，也就是漸近穩定、控制性與觀察性的想法。有了以上結果，現代控制最重要的學理貢獻，也就是狀態回授設計與觀察器就可以順利地在第十二章中推導出來。
最後，第三單元為第十三章至第十五章的內容，我們稱之為特殊單元。其中第十三章探討如何建構各種常見控制系統的數學模式，並瞭解實際控制系統在古典控制轉移函數或現代控制動態方程式的關係為何。第十四章則研究基本的離散系統與數位控制理論，瞭解數位化控制系統模式的推導與建立。最後，第十五章則是簡單地介紹非線性系統的線性化理論，讓讀者瞭解基礎非線性系統概念。
目錄
第0章 控制系統簡介
0-1 控制系統及其基本架構
0-2 回授控制系統的分類
0-3 控制系統的研究步驟
第1章 古典制學的數學基礎
1-1 一些基本函數的定義
1-2 迴旋積分
1-3 拉氏轉換
1-4 部分分式
1-5 反拉氏轉換
1-6 拉氏轉換的重要定理
第2章 古典控制學的系統描述
2-1 緒論
2-2 系統性質
2-3 古典控制學的數學模式表示法-轉移函數
2-4 線性非時變系統的系統響應
2-5 方塊圖
2-6 訊號流程圖
2-7 多輸入多輸出系統的轉移函數矩陣
第3章 控制學系統的穩定度與靈敏度
3-1 穩定度
3-2 穩定度測試：羅斯－赫維茲穩定準則
3-3 羅斯穩定準則的應用
3-4 靈敏度
3-5 開路與閉迴路系統的優缺點比較
第4章 時間響應分析
4-1 時間響應的基本觀念
4-2 一階系統的暫態響應
4-3 系統極點（特性根）與暫態性能的關係
4-4 加入零點或極點對標準二階暫態響應的影響
4-5 穩態響應
4-6 輸入干擾所造成的穩態誤差
4-7 誤差準則
第5章 根軌跡
5-1 根軌跡的基本觀念
5-2 根軌跡的作圖規則與原理
5-3 根軌跡的作圖範例
5-4 回授控制系統的基本根軌跡圖形
5-5 開路轉移函數加入極點或零點對根軌跡的影響
5-6 根廓線
5-7 系統具時間延遲的根軌跡
第6章 頻率響應分析
6-1 頻率響應的基本觀念
6-2 標準二階系統的頻率響應分析
6-3 極座標圖
6-4 波德圖
6-5 全通系統與極小相位系統
6-6 系統轉移函數鑑別
第7章 頻域穩定分析
7-1 基本定理
7-2 奈氏穩定準則
7-3 簡化奈氏穩定準則
7-4 相對穩定度
7-5 具有時間延遲的系統穩定度分析
7-6 閉迴路頻率響應
第8章 控制系統的設計與補償
8-1 基本觀念
8-2 PID 控制器
8-3 積分終結
8-4 相位領先、落後補償器
8-5 相位領先、落後補償器的頻域補償
8-6 相位領先、落後補償器的時域補償
第9章 現代控制學的數學基礎
9-1 矩陣基本性質
9-2 反矩陣
9-3 向量空間
9-4 對角化
第10章 現代控制學的系統描述
10-1 動態方程式
10-2 動態方程式與轉移函數間的關係
10-3 轉移函數的分解
10-4 狀態轉移矩陣
第11章 現代控制學的穩定度、控制性與觀察性
11-1 漸近穩定度
11-2 控制性與觀察性
11-3 控制性與觀察性的測試方法
11-4 控制性與觀察性的重要性質
第12章 狀態回授設計與觀察器
12-1 狀態回授設計
12-2 狀態回授的重要性質
12-3 觀察器設計
12-4 狀態回授與觀察器之合成
第13章 物理系統的數學模式
13-1 機械系統
13-2 倒單擺系統
13-3 衛星姿態控制系統
13-4 數位磁帶傳動控制系統
13-5 電路系統
13-6 OP 電路
13-7 馬達系統
13-8 馬達系統的控制
第14章 數位控制
14-1 Z 轉換
14-2 反Z轉換
14-3 離散時間系統的分類
14-4 離散資料系統的數學描述
14-5 取樣資料系統的數學描述
14-6 離散時間系統的穩定度
第15章 非線性系統的線性化分析
15-1 典型的非線性系統方程式
15-2 非線性系統的線性化
參考文獻
0-1 控制系統及其基本架構
0-2 回授控制系統的分類
0-3 控制系統的研究步驟
第1章 古典制學的數學基礎
1-1 一些基本函數的定義
1-2 迴旋積分
1-3 拉氏轉換
1-4 部分分式
1-5 反拉氏轉換
1-6 拉氏轉換的重要定理
第2章 古典控制學的系統描述
2-1 緒論
2-2 系統性質
2-3 古典控制學的數學模式表示法-轉移函數
2-4 線性非時變系統的系統響應
2-5 方塊圖
2-6 訊號流程圖
2-7 多輸入多輸出系統的轉移函數矩陣
第3章 控制學系統的穩定度與靈敏度
3-1 穩定度
3-2 穩定度測試：羅斯－赫維茲穩定準則
3-3 羅斯穩定準則的應用
3-4 靈敏度
3-5 開路與閉迴路系統的優缺點比較
第4章 時間響應分析
4-1 時間響應的基本觀念
4-2 一階系統的暫態響應
4-3 系統極點（特性根）與暫態性能的關係
4-4 加入零點或極點對標準二階暫態響應的影響
4-5 穩態響應
4-6 輸入干擾所造成的穩態誤差
4-7 誤差準則
第5章 根軌跡
5-1 根軌跡的基本觀念
5-2 根軌跡的作圖規則與原理
5-3 根軌跡的作圖範例
5-4 回授控制系統的基本根軌跡圖形
5-5 開路轉移函數加入極點或零點對根軌跡的影響
5-6 根廓線
5-7 系統具時間延遲的根軌跡
第6章 頻率響應分析
6-1 頻率響應的基本觀念
6-2 標準二階系統的頻率響應分析
6-3 極座標圖
6-4 波德圖
6-5 全通系統與極小相位系統
6-6 系統轉移函數鑑別
第7章 頻域穩定分析
7-1 基本定理
7-2 奈氏穩定準則
7-3 簡化奈氏穩定準則
7-4 相對穩定度
7-5 具有時間延遲的系統穩定度分析
7-6 閉迴路頻率響應
第8章 控制系統的設計與補償
8-1 基本觀念
8-2 PID 控制器
8-3 積分終結
8-4 相位領先、落後補償器
8-5 相位領先、落後補償器的頻域補償
8-6 相位領先、落後補償器的時域補償
第9章 現代控制學的數學基礎
9-1 矩陣基本性質
9-2 反矩陣
9-3 向量空間
9-4 對角化
第10章 現代控制學的系統描述
10-1 動態方程式
10-2 動態方程式與轉移函數間的關係
10-3 轉移函數的分解
10-4 狀態轉移矩陣
第11章 現代控制學的穩定度、控制性與觀察性
11-1 漸近穩定度
11-2 控制性與觀察性
11-3 控制性與觀察性的測試方法
11-4 控制性與觀察性的重要性質
第12章 狀態回授設計與觀察器
12-1 狀態回授設計
12-2 狀態回授的重要性質
12-3 觀察器設計
12-4 狀態回授與觀察器之合成
第13章 物理系統的數學模式
13-1 機械系統
13-2 倒單擺系統
13-3 衛星姿態控制系統
13-4 數位磁帶傳動控制系統
13-5 電路系統
13-6 OP 電路
13-7 馬達系統
13-8 馬達系統的控制
第14章 數位控制
14-1 Z 轉換
14-2 反Z轉換
14-3 離散時間系統的分類
14-4 離散資料系統的數學描述
14-5 取樣資料系統的數學描述
14-6 離散時間系統的穩定度
第15章 非線性系統的線性化分析
15-1 典型的非線性系統方程式
15-2 非線性系統的線性化
參考文獻
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