Ch 01 導論

1-1 前言

1-2 控制系統之表示法

1-3 專有名詞認識

1-4 回授控制系統

1-5 回授控制之應用例

1-6 控制系統之分類

1-7 控制器之常見型式

1-8 控制系統之設計程序



Ch 02 數學基礎

2-1 前言

2-2 微分方程式

2-3 複變函數及s平面

2-4 複變數函數之極點與零點

2-5 矩陣

2-6 矩陣代數

2-7 拉氏轉換

2-8 拉氏轉換之基本定理

2-9 反拉氏轉換之求法

2-10 拉氏轉換求解微分方程式



Ch 03 控制系統表示法

3-1 前言

3-2 轉移函數

3-3 方塊圖

3-4 方塊圖之化簡法

3-5 訊號流程圖

3-6 梅森增益公式

3-7 應用梅森增益公式求轉移函數

3-8 狀態方程式

3-9 狀態圖

3-10 由微分方程式繪出狀態圖

3-11 由轉移函數繪出狀態圖

3-12 由狀態圖找轉移函數



Ch 04 物理系統之數學模式

4-1 前言

4-2 機械元件之特性

4-3 機械動力系統

4-4 熱力系統

4-5 水位系統

4-6 壓力系統

4-7 電網路系統

4-8 電子式PID控制器

4-9 電機系統

4-10 轉換器



Ch 05 控制系統之時域分析

5-1 前言

5-2 典型測試訊號

5-3 單位回授系統之穩態誤差

5-4 系統之暫態響應

5-5 一階系統之時間響應

5-6 二階系統之步階響應

5-7 二階系統性能規格之數學表示法

5-8 二階系統之斜坡輸入響應

5-9 高階系統轉移函數之主要極點

5-10 PID控制器之特性



Ch 06 系統之穩定性與靈敏度

6-1 前言

6-2 有界輸入有界輸出穩定性

6-3 路斯哈維次準則

6-4 路斯哈維次準則之應用

6-5 相對穩定性分析

6-6 系統之靈敏度



Ch 07 根軌跡法

7-1 前言

7-2 根軌跡之基本觀念

7-3 根軌跡之繪製法則

7-4 根軌跡之繪製

7-5 根軌跡之重要特性

7-6 根廓線



Ch 08 頻率響應法

8-1 前言

8-2 線性非時變系統之頻率響應

8-3 頻域分析之性能規格

8-4 標準二階系統之頻域特性

8-5 頻率響應函數之極座標圖

8-6 頻率響應函數之波德圖

8-7 幅量對相位圖

8-8 極小相位與非極小相位系統

8-9 實驗法決定轉移函數



Ch 09 頻域穩定性分析

9-1 前言

9-2 基本名詞與定義

9-3 奈氏穩定性準則

9-4 相對穩定性：增益邊際與相位邊際

9-5 由波德圖及幅量對相位圖決定相對穩定性

9-6 標準二階系統相位邊際與阻尼比之關係

9-7 尼可士圖



Ch 10 控制系統之設計與補償

10-1 前言

10-2 時域設計與頻域設計

10-3 增益調整法及其限制

10-4 PID控制器

10-5 PID控制器最佳增益調整法

10-6 相位超前控制器

10-7 相位落後控制器

10-8 相位落後超前控制器

10-9 根軌跡設計法



Ch 11 狀態空間分析

11-1 前言

11-2 系統之可控制性

11-3 系統之可觀測性

11-4 狀態轉移矩陣

11-5 狀態轉移方程式

11-6 轉移函數矩陣

11-7 特性方程式及特性根

11-8 可控制性典型式

11-9 觀測器典型式

11-10 轉換成可控制性典型式

11-11 狀態回授控制

11-12 觀測器設計

11-13 觀測狀態回授與全階觀測器之合成控制



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四版序



　　「自動控制」課程為電機、機械、自動化與機電等工程科系之重 要專業科目。目前雖已有很多自動控制的中文或英文教科書，但適用於技專院校學生或自學者的基礎教科書很少。



　　有鑑於此，筆者依據在技專院校教授自動控制課程，並輔導學生參加高考、技師及研究所考試二十餘年之經驗，以「簡明、易授、易讀」為原則來編寫此書：此書涵蓋時域、頻域與狀態空間之分析與設計觀念，理論由淺入深、循序漸進，文字敘述簡明易讀，圖片清晰精確，且內文附有例題及說明，可幫助學生掌握重點，深入理解基本概念，提高解題技巧。



　　而自初版發行以來，承蒙很多大專院校採用為「自動控制」或「控制系統」課程之教科書，殊感榮幸。同時，也獲得很多教師不吝對本書提出指正與諸多寶貴建議，筆者深深感激，並竭誠地廣納這些意見，故而經多次細心校對與討論後，再次微調修訂為第四版，若仍有疏漏或不夠嚴謹之處，尚祈讀者與諸先進能繼續給予指正，以期日後再版時能更完善，不勝感荷。

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