自動控制原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)及習(xí)題解答

前言

　　由孫炳達(dá)主編、機(jī)械工業(yè)出版社出版的《自動控制原理》教材，在全國的普通高等工科院校中被廣泛使用。該教材自2000年第1版、2005年經(jīng)修訂以第2版出版以來，已重印近20次，累計(jì)十幾萬冊。應(yīng)不少讀者的要求和機(jī)械工業(yè)出版社的邀請，編寫了作為與該教材配套的輔學(xué)、輔教的這書參考書?！　∪珪Y(jié)構(gòu)與教材保持一致，緊扣教材內(nèi)容，并對相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)全面的歸納和總結(jié)，有利于讀者更好地掌握自動控制原理的基本概念、基本原理和基本的分析方法。全書共分8章，每章包括4個方面的內(nèi)容：①知識結(jié)構(gòu)。對本章的知識體系作了圖示的解釋，一目了然；②重點(diǎn)內(nèi)容。對該章的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)和小結(jié)，對難點(diǎn)作了解釋；③例題精選。結(jié)合該章內(nèi)容，挑選部分典型題目并給出詳細(xì)的解題過程，有利于讀者對所學(xué)知識內(nèi)容的理解、掌握并得到鞏固和提高；④習(xí)題解答。對教材每章后所列出的大部分習(xí)題，提供了解題思路并給出參考答案?！　”緯梢宰鳛楦叩仍盒Ｔ谛W(xué)生、自考生和社會技術(shù)人員學(xué)習(xí)“自動控制原理”課程的輔導(dǎo)材料或復(fù)習(xí)參考書，也可以作為考研的系統(tǒng)復(fù)習(xí)和教師的教學(xué)輔導(dǎo)材料。　　本書第1～4章由顧家蒨編寫，第5～8章由謝莉萍編寫。書稿經(jīng)孫炳達(dá)教授主審。在本書編寫過程中，得到了廣東工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院和廣東技術(shù)師范學(xué)院自動化學(xué)院有關(guān)教師的大力支持，在此表示衷心感謝。　　在編寫本書的過程中，編者除參考了孫炳達(dá)主編的《自動控制原理》教材外，也參考了兄弟院校的同類教材或其他相關(guān)的參考資料，也得到了機(jī)械工業(yè)出版社的大力支持，在此一并表示衷心的感謝！

內(nèi)容概要

　　《自動控制原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)及習(xí)題解答》是與孫炳達(dá)主編的《自動控制原理》（第2版，機(jī)械工業(yè)出版社出版，2005）教材相配合的教學(xué)及學(xué)習(xí)的參考書。全書緊扣教材，對經(jīng)典控制理論的內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)全面的歸納和總結(jié)，并有大量的例題解答，有助于讀者全面掌握知識。　　《自動控制原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)及習(xí)題解答》首先對教材中每章節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行了小結(jié)，并精選部分典型題目及其解答，以便讀者對所學(xué)知識進(jìn)行鞏固和提高。然后對教材中每章后的重點(diǎn)習(xí)題給出了較詳細(xì)的解答思路，并附有參考答案?！蹲詣涌刂圃韺W(xué)習(xí)指導(dǎo)及習(xí)題解答》是編者在結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并參考兄弟院校近年來的考研試卷的基礎(chǔ)上編寫而成的，可作為高等院校教師、在校學(xué)生或自考學(xué)生學(xué)習(xí)“自動控制原理”課程的教學(xué)輔導(dǎo)材料或復(fù)習(xí)參考書，也可作為考研強(qiáng)化復(fù)習(xí)的指導(dǎo)書?！　】勺鳛楦叩仍盒＝處?、在校學(xué)生或自考學(xué)生學(xué)習(xí)“自動控制原理”課程的教學(xué)輔導(dǎo)材料或復(fù)習(xí)參考書，也可作為考研強(qiáng)化復(fù)習(xí)的指導(dǎo)書。

書籍目錄

前言第1章 自動控制系統(tǒng)的基本概念1.1 知識結(jié)構(gòu)1.2 重點(diǎn)內(nèi)容1.2.1 常用術(shù)語及基本概念1.2.2 基本控制方式1.2.3 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成1.2.4 自動控制系統(tǒng)的分類1.2.5 對自動控制系統(tǒng)的基本要求1.3 典型例題1.4 習(xí)題精選及解答第2章 線性連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型2.1 知識結(jié)構(gòu)2.2 重點(diǎn)內(nèi)容2.2.1 數(shù)學(xué)模型2.2.2 微分方程2.2.3 傳遞函數(shù)2.2.4 系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖2.2.5 信號流圖2.2.6 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)2.3 典型例題2.4 習(xí)題精選及解答第3章 線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法3.1 知識結(jié)構(gòu)3.2 重點(diǎn)內(nèi)容3.2.1 典型輸入信號3.2.2 時(shí)域性能指標(biāo)3.2.3 標(biāo)準(zhǔn)一階系統(tǒng)的時(shí)域分析3.2.4 標(biāo)準(zhǔn)二階系統(tǒng)的時(shí)域分析3.2.5 高階系統(tǒng)的時(shí)域分析3.2.6 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析3.2.7 線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析3.3 典型例題3.4 習(xí)題精選詳解第4章 控制系統(tǒng)的根軌跡法4.1 知識結(jié)構(gòu)4.2 重點(diǎn)內(nèi)容4.2.1 根軌跡的基本概念4.2.2 根軌跡繪制的基本法則4.2.3 根軌跡與系統(tǒng)性能的關(guān)系4.3 典型例題4.4 習(xí)題精選及解答第5章 控制系統(tǒng)的頻率特性分析法5.1 知識結(jié)構(gòu)5.2 重點(diǎn)內(nèi)容5.2.1 頻率特性的定義5.2.2 頻率特性的求取5.2.3 頻率特性的表示方法5.2.4 典型環(huán)節(jié)頻率特性的圖示法5.2.5 系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制5.2.6 最小相位系統(tǒng)5.2.7 用頻率法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性5.2.8 用頻率法分析閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能5.2.9 用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的動態(tài)性能5.2.1 0用閉環(huán)頻率特性曲線分析系統(tǒng)性能5.3 典型例題5.4 習(xí)題精選及解答第6章 頻率法校正6.1 知識結(jié)構(gòu)6.2 重點(diǎn)內(nèi)容6.2.1 頻率法校正的基本概念6.2.2 串聯(lián)相位超前校正6.2.3 串聯(lián)相位滯后校正6.2.4 串聯(lián)相位滯后－超前校正6.2.5 期望特性法校正6.2.6 反饋校正6.2.7 PID控制規(guī)律6.3 典型例題6.4 習(xí)題精選及解答第7章 非線性系統(tǒng)分析7.1 知識結(jié)構(gòu)7.2 重點(diǎn)內(nèi)容7.2.1 非線性控制系統(tǒng)的一般概念7.2.2 非線性控制系統(tǒng)的描述函數(shù)分析方法7.2.3 非線性控制系統(tǒng)的相平面分析法7.3 典型例題7.4 習(xí)題精選及解答第8章 線性離散控制系統(tǒng)的分析與綜合8.1 知識結(jié)構(gòu)8.2 重點(diǎn)內(nèi)容8.2.1 連續(xù)信號的采樣及復(fù)現(xiàn)8.2.2 數(shù)學(xué)工具8.2.3 系統(tǒng)模型8.2.4 離散控制系統(tǒng)分析8.2.5 離散控制系統(tǒng)的綜合8.3 典型例題8.4 習(xí)題精選及解答參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　此系統(tǒng)為一恒張力控制系統(tǒng)，其控制任務(wù)是使被卷物上保持恒定的張力?！　”豢貙ο鬄殚_卷筒；被控量為被卷物（如紙張、布匹等）上的張力；給定輸入量為電位器的給定輸入電壓；浮動滾筒和偏角檢測器共同構(gòu)成了檢測裝置，它可以將張力變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓值；外部擾動、被卷料的不均勻或開卷筒有效直徑的減小等原因均會對系統(tǒng)的輸出產(chǎn)生干擾?！　∮疫吺蔷砝@驅(qū)動系統(tǒng)，由它以恒定的線速度卷繞被卷物。右邊的速度檢測器提供反饋信號以使驅(qū)動系統(tǒng)保持恒定的線速度。左邊的開卷筒與電制動器相連接，以保持一定的張力。為了保持恒定的張力，被卷物將繞過一個浮動的滾筒，滾筒具有一定的重量，滾筒搖臂的正常位置是水平位置，這時(shí)被卷物的張力等于浮動滾筒總重量的一半?！　≡趯?shí)際運(yùn)行中，因?yàn)橥獠繑_動、被卷料的不均勻或開卷筒有效直徑的減小而使張力發(fā)生變化時(shí)，滾筒搖臂便保持不了水平位置，這時(shí)通過偏角檢測器測出偏角位移量，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號，與給定輸入量相比較，兩者的偏差電壓經(jīng)放大后去控制電制動器。若張力過大，則使電制動器的力矩降低，以減小張力。反之，若張力過小，則制動力矩增大以增大張力，從而保持恒定的張力。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1.5所示。

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