《控制理論及其應用》介紹的內(nèi)容是理論與實踐密切結合的跨學科的綜合技術，主要是應用古典控制理論和現(xiàn)代控制理論分析和解決工程技術問題。主要內(nèi)容包括機械系統(tǒng)模型的建立及機電相似系統(tǒng)的等效轉換、系統(tǒng)的典型信號和典型環(huán)節(jié)、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其分析、根軌跡法、控制系統(tǒng)的評價和誤差分析與計算、自動控制系統(tǒng)的校正設計、機械系統(tǒng)的建模與分析、機床進給系統(tǒng)速度和位置控制及穩(wěn)定性分析、控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述、控制系統(tǒng)狀態(tài)方程的解、李雅普諾夫穩(wěn)定性分析、控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間綜合法、神經(jīng)網(wǎng)絡控制及其應用、模糊控制及其應用等。
《控制理論及其應用》可作為普通高等學校機械工程學科研究生教學用書，還可供相關專業(yè)工程技術人員自學與參考。
隨著中國高等教育持續(xù)發(fā)展，研究生教育發(fā)生了很大變化，我國已經(jīng)迅速跨入了世界研究生教育大國的行列。為了滿足研究生教育的需求，高等教育出版社組織了若干套叢書作為研究生教學參考用書。其中，機械工程學科研究生教學用書是在對全國機械工程學科研究生教育及其教學用書進行全面調(diào)研的基礎上，由“機械工程學科研究生教學資源建設委員會”組織編寫的。組織、編寫、出版這套研究生教學用書是一件既有教學價值，又有學術價值的工作。
培養(yǎng)研究生應當特別重視能力的培養(yǎng)。所謂能力，包括自我充實的能力，即獨立從一個領域進入另一個領域的能力，以及解決問題的能力。知識是一個動態(tài)的集合：昨天的新知識，今天就可能變成一般的知識，明天也許就要變?yōu)樾枰右愿碌闹R。競爭迫使人們不斷更新自己的知識和進入新的領域。任何人都不可能將他一生中解決問題需要用到的知識都在學校里裝進大腦，也不可能年輕時學了的就可以用一輩子。因此，如何培養(yǎng)自我充實能力是非常重要的教育課題，特別是在研究生培養(yǎng)階段。
自我充實主要有三個途徑：瀏覽、讀書和實踐。在信息技術高度發(fā)展的時代，為一個名詞搜集幾萬條信息，往往只是幾秒鐘的事。因此，需要將瀏覽和讀書作為兩個不同的學習方法區(qū)分開來。瀏覽是遍歷廣泛的信息而可以不甚了了，讀書則不同，讀書是為了對所描述的領域進行深入的了解。要了解一個領域，并且想進入這個領域，最好的辦法就是先找一本這個領域的經(jīng)典著作，老老實實地讀完。不僅要掌握書中闡述的基本概念，還要弄懂書中介紹的基本理論，學好書中采用的基本方法。如果有計算公式，那么最好一個一個地推導，如果有作業(yè)，最好一個一個做一遍。讀完以后，再依照書和借助其他工具的引導，去瀏覽可能得到的信息以豐富自己。此時，對于得到的信息，不僅要能夠辨別信息的可信程度，而且要估計它的重要性并判斷是否需要花時間和需要花多少時間去進一步了解。這樣就完成了從不了解到進入一個領域的第一步。一本好書，還應當起到幫助初學者掌握正確的學習方法和以嚴謹、科學的治學態(tài)度潛移默化地感染讀者的作用。
進入一個領域的第二步，也是不可缺少的一步，就是實踐。一個人，不論他讀了多少書，如果沒有親自做過，他就不可能真正領會很多理論和方法的精髓。當他要用讀到的知識去解決問題時，就會覺得沒有把握。另外，任何書都不可能完美無缺，經(jīng)過實踐，不僅能夠更深入地理解書中正確的方面，更可以發(fā)現(xiàn)書中論點和方法的不足之處。讀書不是為了做書呆子，而是為了在前人成功的基礎上找到自己前進的方向。
從上面的分析可以看到，一本經(jīng)典著作，對于引領一個人進入一個領域，是多么的重要�？上КF(xiàn)在這樣的好書太少了，按照這種要求來寫的書太少了。另外，能夠這樣讀書的人也太少了。很多人往往滿足于在網(wǎng)絡上瀏覽，或者用對待查手冊的態(tài)度對待讀書。讀得也不少，但是越讀越理不出頭緒。
第1章 緒論
1.1 基本概念
1.2 機械控制系統(tǒng)的組成及其研究內(nèi)容
1.2.1 控制系統(tǒng)性能分析
1.2.2 控制系統(tǒng)的設計
1.3 自動控制系統(tǒng)的分類
第2章 機械系統(tǒng)模型的建立及機電相似系統(tǒng)的等效轉換
2.1 機械系統(tǒng)模型的建立
2.2 機電相似系統(tǒng)的等效轉換
第3章 系統(tǒng)的典型信號和典型環(huán)節(jié)
3.1 系統(tǒng)的典型信號及其時間響應分析
3.1.1 系統(tǒng)的典型信號
3.1.2 系統(tǒng)時間響應數(shù)學模型的建立與時間響應分析
3.2 系統(tǒng)的頻率響應和典型環(huán)節(jié)
3.2.1 頻率響應
3.2.2 機械系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)及其特性的描述
3.2.3 電系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)及其特性的描述
3.3 有關頻率的基本概念
3.4 自動控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)的概念
第4章 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其分析
4.1 系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4.2 系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)
4.2.1 解方程穩(wěn)定判據(jù)（求解閉環(huán)傳遞函數(shù)特征方程法）
4.2.2 勞斯穩(wěn)定判據(jù)
4.2.3 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)（簡稱奈氏判據(jù)）
4.2.4 對數(shù)幅相頻率特性穩(wěn)定判據(jù)
4.3 系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量
4.3.1 奈氏穩(wěn)定判據(jù)的穩(wěn)定裕量
4.3.2 對數(shù)幅相頻率特性穩(wěn)定判據(jù)的穩(wěn)定裕量
4.4 液壓仿形刀架控制系統(tǒng)的綜合分析與計算
第5章 根軌跡法
5.1 控制系統(tǒng)的根軌跡
5.1.1 根軌跡的基本概念
5.1.2 控制系統(tǒng)根軌跡的分析
5.2 根軌跡所遵循的幅值和幅角條件
5.3 繪制根軌跡的基本規(guī)則及步驟
第6章 控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的分析與計算
6.1 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差的分析
6.2 穩(wěn)態(tài)誤差中的靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差計算
6.2.1 靜態(tài)誤差
6.2.2 動態(tài)誤差
6.3 液壓仿形刀架控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計算
6.3.1 跟隨誤差essi的計算
6.3.2 負載誤差essf的計算
第7章 自動控制系統(tǒng)的校正設計
7.1 校正問題的提出
7.2 各設計參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響
7.3 系統(tǒng)的校正
7.3.1 超前校正
7.3.2 滯后校正
7.3.3 滯后一超前校正
7.3.4 PID校正
第8章 機械系統(tǒng)的建模與分析
8.1 機床工作臺的位置控制系統(tǒng)分析
8.2 機床工作臺的速度控制系統(tǒng)分析
8.3 活塞銷孔鏜削加工的表面質(zhì)量分析與控制
第9章 機床進給系統(tǒng)的速度和位置控制及穩(wěn)定性分析
9.1 機床進給運動伺服控制系統(tǒng)的組成
9.1.1 機床進給系統(tǒng)的開環(huán)控制
9.1.2 機床進給系統(tǒng)的閉環(huán)控制
9.2 直流伺服電動機數(shù)學模型的建立
9.3 速度控制系統(tǒng)的建立及穩(wěn)定性的對比分析
9.3.1 直流伺服電機的轉速控制系統(tǒng)的建立
9.3.2 速度控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的建立及穩(wěn)定性的對比分析
9.3.3 速度反饋控制系統(tǒng)根軌跡的繪制
9.4 位置控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的建立及穩(wěn)定性對比分析
9.4.1 無速度反饋的位置控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的建立與穩(wěn)定性分析
9.4.2 有速度反饋的位置控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的建立與穩(wěn)定性分析
第10 章 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述
10.1 狀態(tài)空間描述的基本概念
10 .2 線性定常連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)方程及輸出方程
10.2.1 由系統(tǒng)微分方程列寫狀態(tài)方程及輸出方程
10.2.2 由系統(tǒng)狀態(tài)變量圖寫線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程及輸出方程
10.2.3 由系統(tǒng)框圖直接列寫狀態(tài)方程及輸出方程
10.3 非線性連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)方程及輸出方程
10.3.1 典型非線性系統(tǒng)的狀態(tài)方程及輸出方程
10.3.2 本征非線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)方程及輸出方程
10.4 線性時變連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)方程及輸出方程
10.5 線性離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程及輸出方程
10.5.1 作用函數(shù)不合未來值時線性離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程與輸出方程
10.5.2 作用函數(shù)含未來值時線性離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程與輸出方程
10.6 利用MAT1AB數(shù)學模型轉換列寫系統(tǒng)狀態(tài)方程
10.7 實際控制系統(tǒng)狀態(tài)方程的列寫舉例
10.7.1 泵控液壓馬達位置伺服系統(tǒng)狀態(tài)方程及輸出方程
10.7.2 帶有阻尼柱塞導控型兩級高壓減壓閥的狀態(tài)方程及輸出方程
第11章 控制系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
11.1 線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
11.1.1 齊次狀態(tài)方程的解
11.1.2 矩陣指數(shù)與狀態(tài)轉移矩陣
11.1.3 非齊次狀態(tài)方程的解
11.1.4 線性時變系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
11.2 離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
11.2.1 線性定常離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
11.2.2 線性時變離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
11.2.3 連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的離散化
11.3 基于MAT1AB與SIMU1INK上的控制系統(tǒng)時域特性分析
11.3.1 基于MAT1AB上的控制系統(tǒng)時域特性分析
11.3.2 基于SIMU1INK上的控制系統(tǒng)時域特性分析
11.3.3 非線性控制系統(tǒng)的時域特性分析
11.3.4 離散控制系統(tǒng)的時域特性分析
第12章 李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
12.1 平衡狀態(tài)和歐幾里得范數(shù)及狀態(tài)方程解的軌跡
12.2 李雅普諾夫穩(wěn)定性定義
12.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性的李雅普諾夫判別法
12.3.1 李雅普諾夫第一法
12.3.2 正定函數(shù)和二次型函數(shù)及李雅普諾夫第二法
12.3.3 李雅普諾夫穩(wěn)定定理
12.4 線性系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
12.4.1 線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
12.4.2 線性時變系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
12.4.3 線性定常離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
12.4.4 線性時變離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
12.4.5 應用李雅普諾夫第二法求解系統(tǒng)參數(shù)最優(yōu)化問題
第13章 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間綜合法
13.1 線性系統(tǒng)的能控性與能觀測性
13.1.1 線性定常離散系統(tǒng)的能控性
13.1.2 線性定常連續(xù)系統(tǒng)的能控性
13.1.3 線性定常連續(xù)系統(tǒng)的輸出能控性
13.1.4 線性定常離散系統(tǒng)狀態(tài)能觀測性
13.1.5 對偶原理
13.1.6 系統(tǒng)完全能控條件與完全能觀條件的另一種形式
13.1.7 系統(tǒng)狀態(tài)完全能控和完全能觀及傳遞函數(shù)
13.1.8 系統(tǒng)狀態(tài)完全能控和完全能觀測標準形
13.2 線性系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測器
13.2.1 概述
13.2.2 具有狀態(tài)反饋和輸出反饋系統(tǒng)的能控性與能觀測性
13.2.3 極點配置問題
13.2.4 狀態(tài)觀測器
13.2.5 利用MAT1AB實現(xiàn)控制系統(tǒng)的極點配置
第14章 神經(jīng)網(wǎng)絡控制及其應用
14.1 神經(jīng)網(wǎng)絡控制產(chǎn)生的背景
14.2 生物學的啟示
14.3 人工神經(jīng)元
14.4 神經(jīng)網(wǎng)絡模型的組成
14.5 神經(jīng)網(wǎng)絡的學習
14.5.1 神經(jīng)網(wǎng)絡的學習方式
14.5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡的計算
14.6 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的線切割加工質(zhì)量及效率控制
14.6.1 線切割加工BP神經(jīng)網(wǎng)絡的設計
14.6.2 線切割加工質(zhì)量及效率控制BP神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練
第15章 模糊控制及其應用
15.1 模糊控制及產(chǎn)生的背景
15.2 模糊控制系統(tǒng)
15.2.1 模糊變量的描述
15.2.2 模糊邏輯控制器的設計
15.3 磨削加工表面粗糙度的模糊控制
附錄
參考文獻
書單推薦
