《控制系统工程》解决方案手册——Nise著

"Nise的《控制系统工程解读书》" 《控制系统工程解读书》是Nise撰写的一本在机械和电气工程领域广泛采用的核心课程教科书，因其易读的写作风格和实践性的案例研究而备受推崇。这本书深入浅出地介绍了控制系统的基本原理和应用，对于学习和理解控制系统设计与分析至关重要。 1. 控制系统的基本概念：书中提到的导弹制导、无线电接收机的自动增益控制以及卫星跟踪天线都是控制系统实例，涉及了位置、信号处理和跟踪等关键元素。 2. 反馈控制的优势与挑战：反馈控制系统能提高功率增益，实现远程控制，并进行参数转换，但同时也可能带来成本增加和系统复杂性问题。 3. 系统模型：电机、低通滤波器和轴承间支撑的惯性是控制系统中常见的组成部分，这些构成了系统的动态模型。 4. 封闭环路控制的作用：闭环系统通过测量响应，将其与期望输入（即期望输出）进行比较，然后调整输出响应来补偿扰动，确保系统性能。 5. 反馈系数的影响：当反馈元件不等于1时，系统的行为会发生变化，可能导致稳定性问题或性能调整。 6. 执行器信号：执行器信号是控制系统中驱动系统动作的部分，它将控制器的指令转化为实际的动作。 7. 分布式控制：多个子系统可以共享同一个控制器，通过软件调整就能实现控制器的适应性。 8. 控制系统性能指标：稳定性、瞬态响应和稳态误差是评估控制系统性能的关键因素，决定了系统能否在各种条件下稳定运行并达到预期输出。 9. 响应类型：控制系统有稳态响应和瞬态响应两种，前者指系统最终达到的稳定状态，后者是系统从初始条件到稳态过渡的过程。 10. 超调与限制：如果瞬态响应持续增长，系统可能会因驱动放大器饱和或触及极限停止而自我破坏，或者达到一个新的平衡状态。 11. 关注瞬态响应：瞬态响应是系统在受到干扰后恢复到稳定状态的过程，是分析系统性能的重要部分。 12. 系统模型表示法：书中提到了真命题，说明了传递函数、状态空间模型和微分方程是描述控制系统行为的常见数学工具。 13. 传递函数：传递函数是通过拉普拉斯变换得到的，反映了系统对输入信号的频率响应，是控制系统分析的基础。 这本书涵盖了控制系统工程的诸多核心概念，如反馈控制、系统建模、稳定性分析、性能指标以及控制器设计等，是深入学习控制理论和技术的理想教材。通过阅读和解决书中的问题，读者能够掌握控制系统设计和分析的技能，从而在工程实践中解决问题。