面向用Python进行控制系统设计的人，边学边用Python进行编程实践。重点阐述以状态空间模型为对象的现代控制系统的设计。全书分七章，包括： Pythhon环境的构建、数据和流控制、反馈控制、状态空间模型、闭环系统的控制设计、开环系统的控制设计、PID控制相位进延迟补偿，以及稳健性控制数字实现的高级控制系统设计。
目录
- 译者序
- 前言
- 第1章什么是控制1
- 1.1日常生活中的控制3
- 1.2反馈控制4
- 1.3控制工程的作用6
- 1.4本书概要8
- 第2章Python基础12
- 2.1搭建Python环境14
- 2.2Jupyter Notebook的使用方法14
- 2.3Python基础18
- 2.3.1数据和类型19
- 2.3.2流程控制24
- 2.3.3函数定义27
- 2.3.4闭包、lambda表达式、生成器、列表生成式28
- 2.3.5模块30
- 2.4本书中用到的模块31
- 2.4.1Numpy31
- 2.4.2Matplotlib33
- 2.4.3Scipy37
- 2.4.4Sympy38
- 2.4.5Python-Control39
- 第3章控制系统建模43
- 3.1描述动态系统45
- 3.1.1手推车的模型46
- 3.1.2垂直驱动机械臂的模型46
- 3.1.3RCL电路的模型47
- 3.1.4放大电路的模型48
- 3.1.5控制工程中使用的模型描述49
- 3.2传递函数模型50
- 3.2.1手推车和机械臂的传递函数模型52
- 3.2.2RCL电路和放大电路的传递函数模型52
- 3.2.3用Python表述模型53
- 3.3状态空间模型55
- 3.3.1手推车和机械臂的状态空间模型57
- 3.3.2RCL电路和放大电路的状态空间模型58
- 3.3.3用Python表述模型59
- 3.4框图60
- 3.4.1串联61
- 3.4.2并联61
- 3.4.3反馈62
- 第4章被控对象的行为69
- 4.1时域响应71
- 4.1.1一阶滞后系统72
- 4.1.2二阶滞后系统77
- 4.2状态空间模型的时域响应83
- 4.3稳定性88
- 4.3.1输入输出稳定性88
- 4.3.2渐进稳定性91
- 4.4极点与系统行为的关系93
- 4.5频域响应95
- 4.5.1一阶滞后系统100
- 4.5.2二阶滞后系统102
- 第5章关注闭环系统的控制系统设计109
- 5.1闭环系统的设计规格111
- 5.1.1稳定性111
- 5.1.2时域响应特性113
- 5.1.3频域响应特性113
- 5.1.4闭环系统的设计规格114
- 5.2PID控制115
- 5.2.1P控制的性能分析116
- 5.2.2PD控制119
- 5.2.3PID控制122
- 5.3二自由度控制127
- 5.4使用临界比例度法进行增益调整131
- 5.5使用模型匹配法进行增益调整134
- 5.6状态反馈控制138
- 5.6.1极点配置法139
- 5.6.2最优调节器142
- 第6章关注开环系统的控制系统设计152
- 6.1开环系统的设计规格154
- 6.1.1稳定性154
- 6.1.2快速性与阻尼特性160
- 6.1.3稳态误差162
- 6.1.4开环系统的设计规格163
- 6.2PID控制163
- 6.2.1P控制163
- 6.2.2PI控制165
- 6.2.3PID控制167
- 6.3相位超前校正和相位滞后校正172
- 6.3.1相位滞后校正172
- 6.3.2相位超前校正174
- 6.3.3垂直驱动机械臂的控制系统设计175
- 第7章高级控制系统设计184
- 7.1使用观测器的输出反馈控制186
- 7.2鲁棒控制193
- 7.3数字化实现200
- 7.3.1使用零阶保持的离散化201
- 7.3.2使用双线性变换的离散化202
- 附录数学补充内容208
