航空器控制理論基礎

第1章 緒論
1.1 自動控制理論及其發(fā)展簡述
1.2 自動控制的基本概念
1.2.1 自動控制的基本原理
1.2.2 控制系統(tǒng)的基本組成
1.2.3 控制系統(tǒng)的基本控制方式
1.3 自動控制系統(tǒng)的分類
1.3.1 線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)
1.3.2 連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)
1.4 對自動控制系統(tǒng)的基本要求
習題

第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
2.1 控制系統(tǒng)的微分方程
2.1.1 微分方程的建立
2.1.2 物理系統(tǒng)的線性近似
2.2 拉普拉斯變換
2.2.1 拉普拉斯變換定義
2.2.2 拉普拉斯變換的基本性質
2.2.3 用拉普拉斯變換解線性微分方程
2.3 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2.3.1 傳遞函數(shù)的基本概念
2.3.2 典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)
2.3.3 傳遞函數(shù)的求取
2.4 方框圖及其等效變換
2.4.1 方框圖的組成
2.4.2 方框圖的建立
2.4.3 方框圖的等效變換和化簡
2.5 信號流圖及梅森公式
2.5.1 信號流圖的符號及術語
2.5.2 信號流圖的繪制
2.5.3 信號流圖的等效變換規(guī)則
2.5.4 梅森公式及其應用
2.6 狀態(tài)空間模型
2.6.1 狀態(tài)空間模型的基本概念
2.6.2 狀態(tài)空間模型的建立
2.6.3 傳遞函數(shù)和狀態(tài)空間模型間的關系
習題

第3章 時域分析法
3.1 時域分析基礎
3.1.1 典型初始狀態(tài)
3.1.2 典型輸入信號
3.1.3 階躍響應性能指標
3.2 一階系統(tǒng)時域分析
3.2.1 一階系統(tǒng)數(shù)學模型
3.2.2 一階系統(tǒng)的單位階躍響應
3.3 二階系統(tǒng)時域分析
3.3.1 二階系統(tǒng)數(shù)學模型
3.3.2 二階系統(tǒng)單位階躍響應
3.3.3 二階系統(tǒng)性能指標計算
3.4 高階系統(tǒng)的時域分析
3.4.1 高階系統(tǒng)的動態(tài)響應分析
3.4.2 閉環(huán)主導極點
3.5 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
3.5.1 穩(wěn)定性概念
3.5.2 穩(wěn)定的數(shù)學條件
3.5.3 勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)
3.5.4 勞斯穩(wěn)定判據(jù)的應用
3.6 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算
3.6 誤差與穩(wěn)態(tài)誤差
3.6.2 穩(wěn)態(tài)誤差的計算
3.6.3 典型信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差
習題

第4章 根軌跡法
4.1 根軌跡法的基本概念
4.1.1 根軌跡
4.1.2 閉環(huán)零極點與開環(huán)零極點之間的關系
4.1.3 根軌跡方程
4.2 繪制根軌跡的基本法則
4.3 廣義根軌跡
4.3.1 參數(shù)根軌跡
4.3.2 正反饋系統(tǒng)的根軌跡
4.3.3 非最小相位系統(tǒng)的根軌跡
4.4 系統(tǒng)性能的分析
4.4.1 閉環(huán)零極點與時間響應
4.4.2 系統(tǒng)性能的定性分析
習題

第5章 頻率響應法
5.1 頻率特性的基本概念
5.1.1 正弦信號作用下的穩(wěn)態(tài)響應
5.1.2 頻率特性的定義
5.2 奈氏圖
5.2.1 奈氏圖的定義
5.2.2 典型環(huán)節(jié)的奈氏圖
5.2.3 開環(huán)奈氏圖的繪制
5.3 伯德圖
5.3.1 伯德圖的定義
5.3.2 典型環(huán)節(jié)的伯德圖
5.3.3 開環(huán)伯德圖的繪制
5.3.4 傳遞函數(shù)的頻域實驗確定
5.4 頻率域穩(wěn)定判據(jù)
5.4.1 奈氏判據(jù)的數(shù)學基礎
5.4.2 奈氏判據(jù)
5.4.3 對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)
5.5 穩(wěn)定裕量
5.6 閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標
5.6.1 閉環(huán)頻率特性
5.6.2 閉環(huán)頻域性能指標
5.6.3 閉環(huán)頻域性能指標的計算
5.6.4 頻域指標與時域指標的關系
習題

第6章 控制系統(tǒng)的綜合校正
6.1 系統(tǒng)校正基礎
6.1.1 校正的基本概念
6.1.2 性能指標
6.1.3 校正方式
6.1.4 校正設計的方法
6.2 串聯(lián)超前校正
6.2.1 超前校正裝置及其特性
6.2.2 串聯(lián)超前校正設計
6.3 串聯(lián)滯后校正
6.3.1 滯后校正裝置及其特性
6.3.2 串聯(lián)滯后校正設計
6.4 串聯(lián)滯后-超前校正
6.4.1 滯后-超前校正裝置及其特性
6.4.2 串聯(lián)滯后-超前校正設計
習題

第7章 控制理論在航空器中的應用
7.1 飛行控制系統(tǒng)簡介
7.2 飛機的動力學建模
7.2.1 坐標系
7.2.2 作用在飛機上的力和力矩
7.2.3 飛機的基本運動方程
7.3 PID控制方法
7.3.1 PID控制的基本概念
7.3.2 PID控制器參數(shù)調整
7.4 飛行控制系統(tǒng)的分析
7.4.1 縱向短周期運動的傳遞函數(shù)
7.4.2 飛機縱向姿態(tài)控制分析
7.4.3 飛機橫側向姿態(tài)控制分析
7.5 飛行控制系統(tǒng)的設計
習題

第8章 MATLAB在控制系統(tǒng)分析與設計中的應用
8.1 MATLAB語言簡介
8.1.1 MATLAB的運行環(huán)境
8.1.2 MATLAB幫助系統(tǒng)
8.1.3 MATLAB語言基礎
8.1.4 MATLAB圖形繪制
8.2 MATLAB用于處理系統(tǒng)數(shù)學模型
8.3 MATLAB用于時域分析
8.4 MATLAB用于根軌跡分析
8.5 MATLAB用于頻域分析
8.6 MATLAB用于系統(tǒng)校正和設計
8.7 Simulink建模與仿真
習題
附錄
參考文獻