胡寿松《自动控制原理》第四版习题全解

《自动控制原理》是由胡寿松编写的教材，广泛应用于中国工科高校的教学当中，该书详细阐述了自动控制系统的理论与方法。本文将详细解析《自动控制原理》（胡寿松4版）第二三四五六七章的习题答案，对工科学生掌握自动控制理论有着重要的辅助作用。 ### 第二章：线性系统的数学模型 第二章通常介绍线性系统的数学模型，包括时域和频域的表示方法。知识点通常包括： - 微分方程的建立与求解。 - 传递函数的概念及其与微分方程的关系。 - 零点与极点的定义及其对系统特性的影响。 - 方框图和信号流图的转换和简化。 - 频率响应函数的定义及其与系统的稳定性和频率特性分析的关系。 ### 第三章：线性系统的时域分析 第三章主要涉及线性系统的时域分析，具体知识点包括： - 一阶和二阶系统的瞬态响应特性。 - 时间响应的性能指标，如超调量、上升时间、峰值时间等。 - 系统的稳定性和稳定判据，如劳斯稳定判据。 - 系统误差的分类和分析，包括稳态误差和动态误差。 - 误差系数和误差常数的概念及其计算方法。 ### 第四章：线性系统的根轨迹法 第四章介绍根轨迹法这一重要的控制系统设计和分析工具，包括以下知识点： - 根轨迹的概念及其构建步骤。 - 根轨迹的绘制规则，包括分支的判定、渐近线、进入和退出角的计算。 - 利用根轨迹分析系统稳定性和性能指标。 - 应用根轨迹法对控制器参数进行整定。 ### 第五章：线性系统的频域分析 第五章着重讲解线性系统的频域分析，核心知识点包括： - 频率响应函数的幅频特性和相频特性。 - 鲁棒性分析以及稳定性裕度的概念。 - Bode图和奈奎斯特图的绘制与分析。 - 典型环节和系统的频率特性。 - 系统稳定性的频率判据。 ### 第六章：线性系统的频域设计 第六章探讨如何通过频域方法设计控制系统，关键知识点涵盖： - 频域设计的基本准则和设计步骤。 - 频率响应的校正方法，包括超前校正、滞后校正和滞后-超前校正。 - 控制系统的校正策略和补偿器的设计。 - 采用开环和闭环设计方法改善系统性能。 ### 第七章：非线性系统分析与设计 第七章通常讲解非线性系统的分析与设计，重要知识点有： - 非线性系统的基本概念和分类。 - 非线性系统的描述方法，如描述函数法。 - 相轨迹和相平面分析。 - 常见非线性系统问题的解析，如饱和、死区、继电特性等。 - 非线性系统控制策略的设计。 《自动控制原理》作为工科学生的专业基础课程，对学生理解和设计控制系统具有指导意义。掌握上述知识点可以帮助学生深化对自动控制理论的理解，形成良好的理论基础，为后续的专业学习和工程实践打下坚实的基础。附带的习题答案不仅可以帮助学生验证自己的学习成果，还能提高他们解决实际问题的能力。 在实际工程应用中，自动控制系统广泛应用于机电、航空、化工、通讯等众多领域，对于提高系统的性能、稳定性和可靠性都具有关键作用。因此，熟练掌握自动控制原理并能灵活应用于实际问题解决是工科学生非常重要的技能之一。