Principles of Automatic Control (7th Edition) (Hu Shousong (Editor-in-Chief))

The book consists of ten chapters, which introduce the basic concepts of automatic control, the mathematical models of control systems in time domain, frequency domain and complex domain, as well as their structural diagrams and signal flow diagrams; it comprehensively explains the time domain analysis method, root locus method, frequency domain analysis method, correction and design methods of linear control systems; it discusses in detail the basic theory, mathematical models, stability and steady-state errors, dynamic performance analysis and digital correction of linear discrete systems; in the analysis of nonlinear control systems, two commonly used analysis methods, phase plane and describing function, are given, and a relatively detailed introduction is also made to the inverse system method of nonlinear control which is increasingly used; the last two chapters systematically explain the state space analysis and synthesis of linear systems, as well as the optimal control methods of dynamic systems according to the needs of the development of high-tech. Preface Chapter 1 General Concepts of Automatic Control 1-1 Basic Principles and Methods of Automatic Control 1-2 Examples of Automatic Control Systems 1-3 Classification of Automatic Control Systems 1-4 Basic Requirements for Automatic Control Systems 1-5 Exercises on Analysis and Design Tools for Automatic Control Systems Chapter 2 Mathematical Models of Control Systems 2-1 Time Domain Mathematical Models of Control Systems 2-2 Complex Domain Mathematical Models of Control Systems 2-3 Structural Diagrams and Signal Flow Diagrams of Control Systems 2-4 Example Exercises on Control System Modeling Chapter 3 Time Domain Analysis Method for Linear Systems 3-1 Performance Indicators of System Time Response 3-2 Time Domain Analysis of First-Order Systems 3-3 Time Domain Analysis of Second-Order Systems 3-4 Time Domain Analysis of Higher-Order Systems 3-5 Stability Analysis of Linear Systems 3-6 Calculation of Steady-State Errors of Linear Systems 3-7 Exercises on Time Domain Design of Control Systems Chapter 4 Root Locus Method for Linear Systems 4-1 Basic Concepts of Root Locus Method 4-2 Basic Rules for Drawing Root Loci 4-3 Generalized Root Loci 4-4 Analysis of System Performance 4-5 Exercises on Complex Domain Design of Control Systems Chapter 5 Frequency Domain Analysis Method for Linear Systems 5-1 Frequency Characteristics 5-2 Frequency characteristics of typical links and open-loop systems 5-3 Frequency domain stability criteria 5-4 Stability margin 5-5 Frequency domain performance indicators of closed-loop systems 5-6 Exercises on frequency domain design of control systems Chapter 6 Correction methods for linear systems 6-1 System design and correction issues 6-2 Common correction devices and their characteristics 6-3 Series correction 6-4 Feedforward correction 6-5 Composite correction 6-6 Exercises on control system correction design Chapter 7 Analysis and correction of linear discrete systems 7-1 Basic concepts of discrete systems 7-2 Sampling and holding of signals 7-3 Z-transform theory 7-4 Mathematical models of discrete systems 7-5 Stability and steady-state errors of discrete systems 7-6 Dynamic performance analysis of discrete systems 7-7 Digital correction of discrete systems 7-8 Exercises on discrete control system design Chapter 8 Analysis of nonlinear control systems 8-1 Overview of nonlinear control systems 8-2 Common nonlinear characteristics and their impact on system motion 8-3 Phase plane method 8-4 Description function method 8-5 Inverse system method of nonlinear control 8-6 ​​Exercises on nonlinear control system design Chapter 9 State space analysis and synthesis of linear systems 9-1 State Space Description of Linear Systems 9-2 Controllability and Observability of Linear Systems 9-3 Feedback Structure and State Observer of Linear Time-Invariant Systems 9-4 Lyapunov Stability Analysis 9-5 Exercises on State Space Design of Control Systems Chapter 10 Optimal Control Methods for Dynamic Systems 10-1 General Concepts of Optimal Control 10-2 Variational Methods in Optimal Control 10-3 Minimum Principle and Its Application 10-4 Optimal Control of Linear Quadratic Problems 10-5 Exercises on Optimal Design of Control Systems References Appendix A Fourier Transform and Laplace Transform Appendix B MATLAB-Assisted Analysis and Design Methods