电气自动控制计算手册

第一篇 电气工程
第一章 数学基础
1-1 复数的表示法
1-2 复数的四则运算
1-3 笛美弗定理
1-4 复数的倒数
1-5 指数函数的计算
1-6 对数公式
1-7 欧拉公式
1-8 三角函数的基本恒等式
1-9 二角和差的三角函数
1-10 倍角三角函数
1-11 Asinwt+Bcoswt的合成
1-12 双曲函数
1-13 负数双曲函数
1-14 双曲函数的近似值
1-15 二角和差及倍角的双曲函数
1-16 双曲函数与三角函数的关系
1-17 行列式
1-18 矩阵及其秩
1-19 矩阵的相等
1-20 矩阵的加减
1-21 短阵的数乘
1-22 矩阵的乘法
1-23 矩阵的转置
1-24 递矩阵
1-25 逆矩阵的求法
1-26 麦克劳林级数展开式
1-27 (1+x)4的台劳级数展开式
1-28 微分基本法则
1-29 微分公式
1-30 不定积分法则
1-31 常用的不定积分公式
第二章 物理公式
2-1 基本单位
2-2 力和加速度
2-3 具有加速度α的物体的移动距离
2-4 向心力
2-5 万有引力
2-6 地球重力
2-7 重力位能
2-8 质量和能量
2-9 热能
2-10 动能
2-11 光能
2-12 光的波长与频率
2-13 速度和质量的关系
2-14 功
2-15 功率
2-16 旋转力矩
2-17 弯曲力矩
2-18 波义尔定律
2-19 主要物理常数
第三章 电与磁
3-1 欧姆定律
3-2 电阻与电阻率
3-3 电阻和电阻的温度系数
3-4 电阻的串联
3-5 电阻的并联
3-6 克希荷夫定律
3-7 直流电功率
3-8 电能
3-9 焦耳 楞次定律
3-10 电源的串联
3-11 电源的并联
3-12 磁库仑定律
3-13 磁感应强度与磁场强度
3-14 磁通量
3-15 磁路欧姆定律
3-16 磁阻
3-17 磁场能量
3-18 磁铁的吸引力
3-19 毕奥—萨瓦尔定律
3-20 直线导体产生的磁场强度
3-21 圆形线圈中心的磁场强度
3-22 圆形线圈轴线上的磁场强度
3-23 长线圈内的磁场强度
3-24 环型线圈内部的磁场
3-25 佛来明左手定则(电磁力)
3-26 电磁力的大小
3-27 平行导线间的作用力
3-28 楞次定律
3-29 电磁感应定律
3-30 佛来明右手定则(电动势)
3-31 导体在磁场中运动所产生的感应电动势
3-32 直线导体的电感
3-33 平行导体的电感
3-34 线圈中的电感
3-35 线圈的感应电势
3-36 互感电势
3-37 电感的联接
3-38 耦合系数
3-39 电荷的库仑定律
3-40 奥—高定理
3-41 电通量和电场强度
3-42 平行板电容
3-43 同心球体的电容
3-44 同心圆筒的电容
3-45 平行线电容
3-46 电容的连接
3-47 电场力
3-48 电场能量
3-49 电荷与电压的关系
第四章 交流电路
4-1 正弦交流电的瞬时值表示式
4-2 正弦交流电的有效值
4-3 电抗
4-4 阻抗
4-5 阻抗角
4-6 导纳
4-7 功率因数
4-8 正弦交流电的复数表示法
4-9 正弦交流电路的欧姆定律
4-10 瞬时功率
4-11 单相功率
4-12 单相无功功率
4-13 视在功率
4-14 纯电阻电路(R电路)
4-15 纯电感电路(L电路)
4-16 纯电容电路(C电路)
4-17 RL串联电路
4-18 RC串联电路
4-19 RLC串联电路
4-20 RLC串联谐振
4-21 RLC并联谐振频率
4-22 调谐回路的品质因数Q
4-23 RL与C并联回路的谐振频率
4-24 交流电路的克希荷夫定律
4-25 正弦交流电的旋转向量表示法
4-26 阻抗的复数表示
4-27 三相交流电的表示法
4-28 线电压与相电压
4-29 线电流与相电流
4-30 三相功率
4-31 三相无功功率
4-32 三相视在功率
4-33 阻抗Y-△接法的换算
4-34 阻抗△-Y接法的换算
4-35 不平衡负载的中点电位
第五章 非正弦电路
5-1 周期函数分解为付里叶级数
5-2 方波的付里叶级数展开式
5-3 三角波的付里叶级数展开式
5-4 半波整流波的付里叶级数展开式
5-5 全波整流波的付里叶级数展开式
5-6 梯形波的付里叶级数展开式
5-7 锯齿波的付里叶级数展开式
5-8 代表性非正弦波的分析
5-9 非正弦波的有效值、平均值
5-10 非正弦波的功率
5-11 非正弦波的功率因数
5-12 波形系数
5-13 峰值系数
5-14 失真系数
5-15 几种常见波的有效值、波形系数和峰值系数
第六章 过渡过程
6-1 时间常数
6-2 RL电路接通电源时的过渡过程
6-3 RL电路短路电源时的过渡过程
6-4 RC电路接通电源时的过渡过程
6-5 RC电路通过电阻放电时的过渡过程
6-6 RL电路接通交流电源时的过渡过程
6-7 RC电路接通交流电源时的过渡过程
6-8 RLC电路加直流电压时的过渡过程
6-9 RLC电路中电荷放电时的过渡过程
6-10 过渡过程电路方程的拉普拉斯变换
6-11 拉普拉斯反变换
第七章 分布参数电路
7-1 分布参数电路的一次参数
7-2 串联阻抗和并联导纳
7-3 分布参数电路的电压和电流
7-4 传播常数
7-5 衰减常数
7-6 相移常数
7-7 传播速度
7-8 特性阻抗(波动阻抗)
7-9 分贝和奈培
7-10 两根平行输电线的特性阻抗
7-11 同轴输电线的特性阻抗
7-12 无损耗线路的传播常数
7-13 无失真线路的传播常数
7-14 同轴电缆的传播常数
7-15 微波用同轴电缆的传播速度
7-16 无限长线路
7-17 反射系数 穿透系数
7-18 长线的传输
7-19 传输线路的最佳条件
7-20 传输线路上任意点的电压、电流
7-21 有限长线路的电压、电流
7-22 驻波比
7-23 标称阻抗
7-24 史密斯圆图
7-25 终端开路时的电压和电流
7-26 终端短路时的电压和电流
7-27 任意终端阻抗时的电压和电流
7-28 谐振线路的品质因数Q
7-29 通讯线路衰减最小的条件
第八章 网络计算
8-1 迭加原理
8-2 互易定理
8-3 补偿定理
8-4 戴维南定理
8-5 诺顿定理
8-6 二端口网络的基本方程式
8-7 二端口网络基本方程式的矩阵表示
8-8 二端口网络常数
8-9 Z参数表示的基本方程式
8-10 Y参数表示的基本方程式
8-11 H参数表示的基本方程式
8-12 双口网络参数间的关系
8-13 几种常用网络的二端口网络参数
8-14 二端口网络的级联
8-15 二端口网络的并联
8-16 开路阻抗Z∫
8-17 短路阻抗Z1
8-18 镜像阻抗(特性阻抗)
8-19 电压传输常数
8-20 电流传输常数
8-21 对称网络的传输常数
第九章 电机
9-1 直流电机电磁转矩
9-2 直流电机感应电势
9-3 直流电机电势平衡方程式
9-4 直流电机转矩平衡方程式
9-5 直流电机的机电能量变换
9-6 直流电机的效率
9-7 直流发电机的电压调整率
9-8 他励(并励)直流电动机的机械特性
9-9 直流电动机的转速变化率
9-10 调速指标
9-11 变压器变比
9-12 变压器原、副边电压和电流的关系
9-13 变压器原、副边的电动势
9-14 变压器磁势平衡方程式
9-15 变压器电势平衡方程式
9-16 变压器的折算
9-17 变压器的等值电路
9-18 变压器参数的测定
9-19 变压器电压变化率
9-20 变压器的联接组
9-21 同步转速
9-22 转差率
9-23 电角度
9-24 交流电机单相绕组的磁势
9-25 三相绕组的磁势
9-26 异步电动机定子绕组电势
9-27 三相异步电动机转子电流频率
9-28 异步电动机电势平衡方程式
9-29 异步电动机的等值电路
9-30 三相异步电动机转矩
9-31 异步电动机参数计算
9-32 同步电机的功角特性
9-33 步进电机的步距角
9-34 步进电机的转速
第十章 电子技术
10-1 电子伏特
10-2 热电子发射公式(里查孙公式)
10-3 光电子功函数
10-4 PN结的电流—电压特性
10-5 晶体管电流放大系数
10-6 场效应管的电流方程
10-7 晶体管单管放大电路的放大倍数
10-8 晶体管的输入电阻
10-9 MOS场效应管单管放大电路的放大倍数
10-10 晶体管放大电路的稳定系数
10-11 单管共射电路的频率响应
10-12 多级放大电路的频率响应
10-13 放大电路的增益带宽积
10-14 直接耦合放大电路的放大倍数
10-15 阻容耦合式放大电路的放大倍数
10-16 差动放大电路
10-17 共模抑制比
10-18 负反馈放大电路的放大倍数
10-19 电压串联负反馈电路
10-20 电压并联负反馈电路
10-21 电流串联负反馈电路
10-22 电流并联负反馈电路
10-23 比例电路
10-24 求和电路
10-25 单运放加减电路
10-26 双运放加减运算电路
10-27 积分电路
10-28 微分电路
10-29 低通滤波电路(LPF)
10-30 高通滤波电路(IIPF)
10-31 通带滤波电路
10-32 带阻滤波电路(BEF)
10-33 RC串并联式正弦波振荡电路的谐振频率
10-34 LC正弦波振荡电路的谐振频率
10-35 互补功率放大电路的输出功率和效率
10-36 单相半波整流电路
10-37 单相桥式整流电路
10-38 单相半波可控整流(电阻性负载)
10-39 单相半波可控整流(电感性负载)
10-40 单相半波可控整流(反电势负载)
10-41 单相桥式全控整流
10-42 三相半波可控整流电路(三相零式)
10-43 三相桥式半控整流电路
10-44 三相桥式全控整流电路
10-45 逻辑代数的基本运算
10-46 逻辑代数的基本公式
10-47 逻辑代数等式的若干规则
10-48 逻辑代数常用公式
第十一章 电气测量
11-1 标准电池的电动势
11-2 电流表的分流系数
11-3 电压表的分压系数
11-4 单相功率的测量(三电压表法)
11-6 二表法则三相功率
11-7 惠斯顿电桥测电阻
11-8 双臂电桥的平衡条件
11-9 接地电阻的测量
11-10 电池内阻的测量(曼斯法)
11-11 电池内阻的测量(电压表法)
11-12 用交流电桥测量L和R
11-13 高阻值电阻的测量
11-14 西林电桥测量电容C
11-15 凯里—福斯特电桥测互感
11-16 用坎贝尔电桥测量频率
11-17 文氏电桥测量频率
11-18 用李沙育图形测量频率
11-19 用Q表测量品质因数
11-20 用Q表测量电感
11-21 用Q表测量电容
第二篇 自动控制
第十二章 自动控制一股概念
12-1 自动控制和自动控制系统
12-2 开环控制系统
12-3 闭环控制系统
12-4 自动控制系统的组成及术语
12-5 线性控制系统
12-6 非线性控制系统
12-7 连续控制系统
12-8 离散控制系统
12-9 恒值控制系统
12-10 随动控制系统
12-11 程序控制系统
第十三章 控制系统的数学模型
13-1 控制系统微分方程的建立
13-2 非线性特性曲线性化
13-3 拉普拉斯变换的定义
13-4 典型函数的拉氏变换
13-5 拉氏变换的基本法则
13-6 拉普拉斯反变换
13-7 传递函数
13-8 典型环节的传递函数
13-9 控制系统方块图
13-10 方块图的等效变换
13-11 用梅逊(S.T.Mason)公式求传递函数
13-12 信号流图
13-13 信号流图的性质
13-14 信号流图运算法则
第十四章 时域分析法
14-1 典型输入信号
14-2 一阶系统的数学模型
14-3 一阶系统的单位阶跃响应
14-4 一阶系统的单位斜坡响应
14-5 一阶系统的单位脉冲响应
14-6 二阶系统的数学模型
14-7 二阶系统的单位阶跃响应
14-8 二阶系统在欠阻尼时的暂态响应性能指标
14-9 二阶系统的脉冲响应
14-10 控制系统的稳定性
14-11 古尔维茨(Hurwitz)稳定判据
14-12 林纳德-奇帕特(Lienarol-Chipard)判据
14-13 劳斯(Routh)判据
14-14 控制系统稳态误差
14-15 误差准则
第十五章 根轨迹法
15-1 根轨迹的定义
15-2 根轨迹的起点和终点
15-3 根轨迹的分支数
15-4 根轨迹分支的连续性和对称性
15-5 实轴上的根轨迹
15-6 根轨迹的渐近线
15-7 渐近线的起始角与终止角
15-8 根轨迹分离点的坐标
15-9 根轨迹的分离角与会合角
15-10 根轨迹与虚轴的交点
15-11 根之和
15-12 闭环零极点与开环零极点的关系
第十六章 频率响应法
16-1 频率响应
16-2 频域性能指标
16-3 频率特性的图示法
16-4 比例环节的频率响应
16-5 积分环节的频率响应
16-6 微分环节的频率响应
16-7 惯性环节的频率响应
16-8 振荡环节(二阶系统)的频率响应
16-9 奈奎斯特(H.Nyquisit)稳定判据
16-10 稳定裕度
16-11 时域生指标σ、t的估算
第十七章 控制系统的校正
17-1 串联超前校正
17-2 串联滞后校正
17-3 串联滞后—超前校正
17-4 P、I、D校正器
17-5 反馈校正
第十八章 非线性系统
18-1 非线性系统
18-2 描述函数
18-3 饱和非线性特性的描述函数
18-4 死区非线性的描述函数
18-5 间隙非线性特性的描述函数
18-6 继电器非线性特性的描述函数
18-7 变放大系数非线性特性的描述函数
18-8 奈奎斯特图上的稳定判据
第十九章 采样系统
19-1 采样过程
19-2 采样定理(Shannon定理)
19-3 零阶保持器
19-4 一阶保持器
19-5 Z变换
19-6 典型信号的Z变换
19-7 离散函数的Z变换的求法
19-8 Z变换的基本定理
19-9 Z反变换
19-10 脉冲传递函数
19-11 有零阶保持器的开环脉冲传递函数
19-12 闭环系统脉冲传递函数
19-13 线性离散系统稳定的充要条件
19-14 W平面的劳斯判据
19-15 稳态误差
第二十章 现代控制理论
20-1 状态空间的基本概念
20-2 系统的状态空间表达式
20-3 定常连续系统状态方程的齐次解
20-4 状态转移矩阵的基本性质
20-5 定常连续系统状态方程的非齐次解
20-6 线性时变系统状态方程的齐次解
20-7 线性时变系统状态方程的非齐次解
20-8 离散时间状态方程的解
20-9 可控性与可观测性
20-10 可控性判据
20-11 可观测性判据
20-12 有关稳定性的基本定义
20-13 线性系统稳定性判据
20-14 李雅普诺夫第二法稳定性定理
20-15 线性系统的李雅普诺夫分析
附录
主要参考文献