Stability and Control of Aircraft Systems: Introduction to Classical Feedback Control
暫譯: 飛行器系統的穩定性與控制:經典反饋控制入門

Roy Langton

  • 出版商: Wiley
  • 出版日期: 2006-11-01
  • 定價: $3,980
  • 售價: 8.5$3,383
  • 語言: 英文
  • 頁數: 254
  • 裝訂: Hardcover
  • ISBN: 0470018917
  • ISBN-13: 9780470018910
  • 相關分類: 控制系統 Control-systems
  • 立即出貨 (庫存=1)

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商品描述

Description

In the current climate of increasing complexity and functional integration in all areas of engineering and technology, stability and control are becoming essential ingredients of engineering knowledge. Many of today’s products contain multiple engineering technologies, and what were once simple mechanical, hydraulic or pneumatic products now contain integrated electronics and sensors. Control theory reduces these widely varied technical components into their important dynamic characteristics, expressed as transfer functions, from which the subtleties of dynamic behaviours can be analyzed and understood.

Stability and Control of Aircraft Systems is an easy-to-read and understand text that describes control theory using minimal mathematics. It focuses on simple rules, tools and methods for the analysis and testing of feedback control systems using real systems engineering design and development examples.

  • Clarifies the design and development of feedback control systems
  • Communicates the theory in an accessible manner that does not require the reader to have a strong mathematical background
  • Illustrated throughout with figures and tables

Stability and Control of Aircraft Systems provides both the seasoned engineer and the graduate with the know-how necessary to minimize problems with fielded systems in the area of operational performance.

 

Table of Contents

Series Preface.

Preface.

1. Developing the Foundation.

1.1 Engineering Units.

1.1.1 International System of Units (SI).

1.1.2 US/Imperial Units System.

1.1.3 Comparing the SI and US/Imperial Units Systems.

1.2 Block Diagrams.

1.2.1 Examples of Summation (or Comparison) Devices.

1.3 Differential Equations.

1.3.1 Using the ‘D’ Notation.

1.4 Spring–Mass System Example.

1.4.1 The Standard Form of Second-order System Transfer Function.

1.5 Primer on Complex Numbers.

1.5.1 The Complex Sinusoid.

1.6 Chapter Summary.

2. Closing the Loop.

2.1 The Generic Closed Loop System.

2.1.1 The Simplest Form of Closed Loop System.

2.2 The Concept of Stability.

2.3 Response Testing of Control Systems.

2.4 The Integration Process.

2.5 Hydraulic Servo-actuator Example.

2.6 Calculating Frequency Response.

2.6.1 Frequency Response of a First-order Lag.

2.6.2 Frequency Response of a Second-order System.

2.7 Aircraft Flight Control System Example.

2.7.1 Control System Assumptions.

2.7.2 Open Loop Analysis.

2.7.3 Closed Loop Performance.

2.8 Alternative Graphical Methods for Response Analysis.

2.8.1 The Nyquist Diagram.

2.8.2 Deriving Closed Loop Response from Nyquist Diagrams.

2.8.3 The Nichols Chart.

2.8.4 Graphical Methods – Summary Comments and Suggestions.

2.9 Chapter Summary.

3. Control System Compensation Techniques.

3.1 Control System Requirements.

3.2 Compensation Methods.

3.2.1 Proportional Plus Integral Control.

3.2.2 Proportional Plus Integral Plus Derivative Control.

3.2.3 Lead–Lag Compensation.

3.2.4 Lag–Lead Compensation.

3.2.5 Feedback Compensation.

3.3 Applications of Control Compensation.

3.3.1 Proportional Plus Integral Example.

3.3.2 Lead–Lag Compensation Example.

3.3.3 Class 2 System Design Example.

3.4 Chapter Summary.

4. Introduction to Laplace Transforms.

4.1 An Overview of the Application of Laplace Transforms.

4.2 The Evolution of the Laplace Transform.

4.2.1 Proof of the General Case.

4.3 Applying Laplace Transforms to Linear Systems Analysis.

4.3.1 Partial Fractions.

4.4 Laplace Transforms – Summary of Key Points.

4.5 Root Locus.

4.5.1 Root Locus Construction Rules.

4.5.2 Connecting Root Locus to Conventional Linear Analysis.

4.6 Root Locus Example.

4.7 Chapter Summary.

5. Dealing with Nonlinearities.

5.1 Definition of Nonlinearity Types.

5.2 Continuous Nonlinearities.

5.2.1 Engine Fuel Control System Example.

5.3 Discontinuous Nonlinearities.

5.3.1 Stability Analysis with Discontinuous Nonlinearities.

5.4 The Transport Delay.

5.5 Simulation.

5.6 Chapter Summary.

6. Electronic Controls.

6.1 Analog Electronic Controls.

6.1.1 The Operational Amplifier.

6.1.2 Building Analog Control Algorithms.

6.2 The Digital Computer as a Dynamic Control Element.

6.2.1 Signal Conversion.

6.2.2 Digital Controller Architectures.

6.3 The Stability Impact of Digital Controls.

6.4 Digital Control Design Example.

6.5 Creating Digital Control Algorithms.

6.5.1 The Integrator.

6.5.2 The First-order Lag.

6.5.3 The Pseudo Derivative.

6.6 Chapter Summary.

7. Concluding Commentary.

7.1 An Overview of the Material.

7.2 Graphical Tools.

7.3 Compensation Techniques.

7.3.1 Integral Wind-up.

7.3.2 Avoid Using Pure Derivative Action.

7.3.3 Mechanical Stiffness Estimates are Always High.

7.4 Laplace Transforms and Root Locus Techniques.

7.5 Nonlinearities.

7.6 Digital Electronic Control.

7.7 The Way Forward.

Index.

商品描述(中文翻譯)

描述

在當前工程和技術各領域日益複雜和功能整合的環境中,穩定性和控制已成為工程知識的基本要素。當今許多產品包含多種工程技術,曾經簡單的機械、液壓或氣壓產品現在都包含集成的電子元件和傳感器。控制理論將這些多樣化的技術組件簡化為其重要的動態特性,這些特性以傳遞函數的形式表達,從中可以分析和理解動態行為的微妙之處。

《飛行器系統的穩定性與控制》是一本易於閱讀和理解的文本,使用最少的數學來描述控制理論。它專注於使用實際系統工程設計和開發範例來分析和測試反饋控制系統的簡單規則、工具和方法。

- 澄清反饋控制系統的設計和開發
- 以易於理解的方式傳達理論,無需讀者具備強大的數學背景
- 全書配有圖形和表格插圖

《飛行器系統的穩定性與控制》為經驗豐富的工程師和研究生提供了必要的知識,以最小化在操作性能方面的現場系統問題。

目錄

系列前言。

前言。

1. 建立基礎。

1.1 工程單位。

1.1.1 國際單位制 (SI)。

1.1.2 美國/英制單位系統。

1.1.3 SI 與美國/英制單位系統的比較。

1.2 方塊圖。

1.2.1 總和(或比較)裝置的範例。

1.3 微分方程。

1.3.1 使用「D」符號。

1.4 彈簧-質量系統範例。

1.4.1 二階系統傳遞函數的標準形式。

1.5 複數簡介。

1.5.1 複數正弦波。

1.6 章節摘要。

2. 關閉迴路。

2.1 一般閉迴路系統。

2.1.1 閉迴路系統的最簡形式。

2.2 穩定性的概念。

2.3 控制系統的響應測試。

2.4 整合過程。

2.5 液壓伺服執行器範例。

2.6 計算頻率響應。

2.6.1 一階滯後的頻率響應。

2.6.2 二階系統的頻率響應。

2.7 飛行器飛行控制系統範例。

2.7.1 控制系統假設。

2.7.2 開迴路分析。

2.7.3 關閉迴路性能。

2.8 響應分析的替代圖形方法。

2.8.1 Nyquist 圖。

2.8.2 從 Nyquist 圖導出閉迴路響應。

2.8.3 Nichols 圖。

2.8.4 圖形方法 - 總結評論和建議。

2.9 章節摘要。

3. 控制系統補償技術。

3.1 控制系統要求。

3.2 補償方法。

3.2.1 比例加積分控制。

3.2.2 比例加積分加微分控制。

3.2.3 領先-滯後補償。

3.2.4 滯後-領先補償。

3.2.5 反饋補償。

3.3 控制補償的應用。

3.3.1 比例加積分範例。

3.3.2 領先-滯後補償範例。

3.3.3 二類系統設計範例。

3.4 章節摘要。

4. 拉普拉斯變換介紹。

4.1 拉普拉斯變換應用概述。

4.2 拉普拉斯變換的演變。

4.2.1 一般情況的證明。

4.3 將拉普拉斯變換應用於線性系統分析。

4.3.1 部分分式。

4.4 拉普拉斯變換 - 主要要點總結。

4.5 根軌跡。

4.5.1 根軌跡構建規則。

4.5.2 將根軌跡連接到傳統線性分析。

4.6 根軌跡範例。

4.7 章節摘要。

5. 處理非線性。

5.1 非線性類型的定義。

5.2 連續非線性。

5.2.1 引擎燃料控制系統範例。

5.3 不連續非線性。

5.3.1 使用不連續非線性進行穩定性分析。

5.4 傳輸延遲。

5.5 模擬。

5.6 章節摘要。

6. 電子控制。

6.1 類比電子控制。

6.1.1 操作放大器。

6.1.2 建立類比控制算法。

6.2 數位計算機作為動態控制元件。

6.2.1 信號轉換。

6.2.2 數位控制器架構。

6.3 數位控制的穩定性影響。

6.4 數位控制設計範例。

6.5 創建數位控制算法。

6.5.1 積分器。

6.5.2 一階滯後。

6.5.3 假微分。

6.6 章節摘要。

7. 結論評論。

7.1 材料概述。

7.2 圖形工具。

7.3 補償技術。

7.3.1 積分風暴。

7.3.2 避免使用純微分作用。

7.3.3 機械剛度估算總是偏高。

7.4 拉普拉斯變換和根軌跡技術。

7.5 非線性。