工程系統(tǒng)的建模與控制

1. 工程系統(tǒng)的建模與控制

1.1 控制工程

1.2 應(yīng)用領(lǐng)域

1.3 建模的重要性

1.4 控制工程歷史

1.5 全書(shū)的內(nèi)容安排

習(xí)題

2. 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型

2.1 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)

2.1.1 術(shù)語(yǔ)

2.2 動(dòng)態(tài)模型

2.2.1 模型復(fù)雜性

2.2.2 模型類型

2.2.3 解析模型類型

2.2.4 疊加原理

2.2.5 分布系統(tǒng)的集總模型

2.2.5.1 重質(zhì)彈簧

2.2.5.2 動(dòng)能等價(jià)

2.2.5.3 固有頻率等價(jià)

2.3 集總元件和相似性

2.3.1 跨越變量和穿越變量

2.3.2 機(jī)械元件

2.3.2.1 質(zhì)量（慣性）元件

2.3.2.2 彈簧（彈性）元件

2.3.2.3 阻尼（耗散）元件

2.3.3 電氣元件

2.3.3.1 電容元件

2.3.3.2 電感元件

2.3.3.3 電阻（耗散）元件

2.3.4 流體元件

2.3.4.1 流容或集流器（A型元件）

2.3.4.2 流體感抗（T型元件）

2.3.4.3 流阻（D型元件）

2.3.4.4 結(jié)構(gòu)方程的推導(dǎo)

2.3.5 熱力元件

2.3.5.1 結(jié)構(gòu)方程

2.3.5.2 三維傳導(dǎo)

2.3.5.3 畢奧系數(shù)

2.3.6 自然振蕩

2.4 解析建模

2.4.1 建模步驟

2.4.2 輸入-輸出模型

2.4.3 狀態(tài)空間模型

2.4.3.1 狀態(tài)空間

2.4.3.2 狀態(tài)模型的性質(zhì)

2.4.3.3 線性狀態(tài)方程

2.4.4 時(shí)不變系統(tǒng)

2.4.5 建立狀態(tài)空間模型的系統(tǒng)化步驟

2.4.6 從狀態(tài)空間模型求輸入-輸出模型

習(xí)題

3. 模型線性化

3.1 模型線性化

3.1.1 關(guān)于工作點(diǎn)的線性化

3.1.2 兩個(gè)變量的函數(shù)

3.2 非線性狀態(tài)空間模型

3.2.1 線性化

3.2.2 弱化系統(tǒng)的非線性

3.3 非線性電氣元件

3.3.1 電容

3.3.2 電感

3.3.3 電阻

3.4 利用實(shí)驗(yàn)曲線的線性化

3.4.1 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩速度曲線

3.4.2 電機(jī)控制的線性模型

習(xí)題

4. 線狀圖

4.1 變量和符號(hào)體系

4.1.1 穿越變量和跨越變量

4.1.2 符號(hào)體系

4.2 線狀圖元件

4.2.1 單端口元件

4.2.1.1 源元件

4.2.1.2 源元件的功能

4.2.2 雙端口元件

4.2.2.1 變換器

4.2.2.2 電變換器

4.2.2.3 陀螺

4.3 線狀圖方程

4.3.1 相容（回路）方程

4.3.1.1 符號(hào)約定

4.3.1.2 “基本”回路數(shù)

4.3.2 連續(xù)（節(jié)點(diǎn)）方程

4.3.3 串聯(lián)和并聯(lián)

4.4 從線狀圖到狀態(tài)模型

4.4.1 系統(tǒng)階次

4.4.2 符號(hào)約定

4.4.3 求取狀態(tài)空間模型的步驟

4.4.4 一般觀察

4.4.5 拓?fù)浣Y(jié)果

4.5 其它例子

4.5.1 放大器

4.5.1.1 線狀圖表示

4.5.2 直流電機(jī)

4.5.3 熱力系統(tǒng)線狀圖

4.5.3.1 模型方程

習(xí)題

5. 傳遞函數(shù)和頻域模型

5.1 拉普拉斯和傅里葉變換

5.1.1 拉普拉斯變換

5.1.2 導(dǎo)數(shù)的拉普拉斯變換

5.1.3 積分的拉普拉斯變換

5.1.4 傅里葉變換

5.2 傳遞函數(shù)

5.2.1 傳遞函數(shù)矩陣

5.3 頻域模型

5.3.1 頻率傳遞函數(shù)（頻率響應(yīng)函數(shù)）

5.3.1.1 諧波輸入響應(yīng)

5.3.1.2 幅值（增益）和相位

5.3.2 波特圖和奈奎斯特圖

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