機械工程控制基礎

內容概要

　　《機械工程控制基礎：MATLAB工程應用》全面系統(tǒng)地介紹了機械控制工程與MATLAB相結合的應用成果。全書共7章，第1章主要介紹了機械控制理論的一些基礎內容和MATLAB的應用特點；第2章是MATLAB基礎；第3章介紹了多種物理系統(tǒng)的數(shù)學模型的建模實例，補充了拉普拉斯變換和拉普拉斯反變換的MATLAB方法，介紹了基于MATLAB的傳遞函數(shù)描述和Simulink方框圖的構造方法和相似性等；第4章介紹了在時域分析中針對理論表達式的MATLAB編程和MATLAB函數(shù)應用，實現(xiàn)了時域分析曲線的生成和相關重要參數(shù)的獲取；第5章介紹了基于MATLAB的Nyquist圖和bode圖的自動生成方法；第6章介紹了Routh穩(wěn)定判據(jù)、基于MATLAB的Nyquist和bode穩(wěn)定規(guī)則和幾個穩(wěn)定性工程應用實例。第7章通過實例講授了利用MATLAB編程實現(xiàn)針對真實系統(tǒng)的PID校正和串聯(lián)校正方法?！　　稒C械工程控制基礎：MATLAB工程應用》供“機械設計制造及自動化”專業(yè)學生使用，同時也適合其他與機械有關專業(yè)學生參考。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 自動控制系統(tǒng)的一般概念1.1.1 系統(tǒng)的描述1.1.2 控制和控制系統(tǒng)的概念1.2 開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)1.3 自動控制系統(tǒng)的分類1.3.1 線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)1.3.2 恒值控制系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)1.3.3 連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)1.4 自動控制系統(tǒng)的品質要求1.5 自動控制系統(tǒng)的常用研究方法1.6 自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型及MATLAB描述方法習題第2章 MATLAB基礎知識2.1 引言2.1.1 MATLAB發(fā)展歷程2.1.2 MATLAB系統(tǒng)構成2.1.3 MATLAB工具箱2.1.4 MATLAB7.0／Simulink6.0最新特點2.2 MATLAB桌面操作環(huán)境2.2.1 MATLAB啟動和退出2.2.2 MATLAB主菜單及功能2.2.3 MATLAB命令窗口2.2.4 MATLAB工作空間2.2.5 MATLAB文件管理2.2.6 MATLAB幫助使用2.3 MATLAB數(shù)值計算2.3.1 MATLAB數(shù)值類型2.3.2 矩陣運算2.4 關系運算和邏輯運算2.5 符號運算2.5.1 符號運算基礎2.5.2 常用符號運算2.5.3 控制系統(tǒng)中常用的符號運算2.6 MATLAB常用繪圖命令2.7 MATLAB程序設計2.7.1 MATLAB程序類型2.7.2 MATIAB程序流程控制2.7.3 MATLAB程序基本設計原則習題第3章 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型3.1 系統(tǒng)的微分方程3.1.1 概述3.1.2 列寫微分方程的一般方法3.2 數(shù)學模型建模實例3.3 系統(tǒng)按數(shù)學模型的分類3.4 控制系統(tǒng)的線性化數(shù)學模型3.5 拉普拉斯變換3.6 拉普拉斯反變換3.7 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)3.7.1 傳遞函數(shù)的定義與性質3.7.2 傳遞函數(shù)的零點、極點和放大系數(shù)3.8 典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)3.8.1 環(huán)節(jié)的概念3.8.2 環(huán)節(jié)的分類3.9 相似原理3.10 MATLAB的仿真集成環(huán)境Simulink3.10.1 傳遞函數(shù)方框圖3.10.2 仿真工具Simulink3.11系統(tǒng)模型的連接3.11.1 模型串聯(lián)3.11.2 模型并聯(lián)3.11.3 反饋連接3.11.4 系統(tǒng)擴展3.12狀態(tài)空問法建模3.13系統(tǒng)模型的轉換習題第4章 控制系統(tǒng)的時域分析第5章 系統(tǒng)的頻率響應法第6章 系統(tǒng)的穩(wěn)定性第7章 系統(tǒng)的性能指標與校正參考文獻

章節(jié)摘錄

第1章　緒論人類文明是從第一把石刀開始的。與此同時，也就開始了“制造工藝工程”，開始、了對制造工藝過程的“控制”。這時對勞動著的原始人而言，手是執(zhí)行裝置，用以操作生產(chǎn)工具——石刀，感覺器官是檢測裝置，感受著制造過程中的各種信息，人腦是中樞控制裝置，對獲得的信息進行分析、比較，作出判斷、決策。由此可以看出：即使在極為原始的制造工藝過程中，也已經(jīng)有了執(zhí)行、檢測、控制環(huán)節(jié)，它們構成了一個閉環(huán)的自動控制系統(tǒng)?！皺C械控制工程”是闡明和研究自動控制共同規(guī)律的一門技術科學，它以自動控制系統(tǒng)為研究對象。機械控制工程技術是自動化技術的主要分支，各種自動控制系統(tǒng)是工業(yè)生成設備自動化不可缺少的組成部分，機械控制系統(tǒng)的性能好壞直接關系著產(chǎn)品質量和生產(chǎn)效率的提高。同時“機械控制工程基礎”這門課也是以后學習機器人工程技術基礎、測試技術和機電一體化技術等課程的必修課程，它是一門十分重要的專業(yè)基礎課。目前，控制理論在機械制造領域中應用最為活躍的有下面的幾個主要方面。（1）在機械制造過程自動化方面?，F(xiàn)代生產(chǎn)向機械制造過程的自動化提出了越來越多、越來越高的要求：一方面是所采用的生產(chǎn)設備與控制設備越來越復雜；另一方面是所要求的技術經(jīng)濟指標越來越高。這就必然導致“自動化”、“可靠性”和“最優(yōu)化”的結合，從而使得機械制造過程的自動化技術從一般的自動機床、自動生產(chǎn)線發(fā)展到數(shù)控機床、多維計算機控制設備、柔性自動生產(chǎn)線、無人化車間乃至設計、制造、管理一體化的計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）。還可以預期，伴隨著制造理論、計算機網(wǎng)絡技術和智能化以及管理科學的發(fā)展，還將發(fā)展到網(wǎng)絡環(huán)境下的智能制造系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡化的制造系統(tǒng)的組織與控制，當然也包括智能機器人、智能機床，以及其中的智能控制，乃至于發(fā)展到全球化制造。（2）在對加工過程的研究方面，現(xiàn)代生產(chǎn)一方面是生產(chǎn)效率越來越高，例如，高速切削（磨削）、強力切削（磨削）、高速工程等日益獲得廣泛應用；另一方面是加工質量特別是加工精度越來越高，使加工過程中的“動態(tài)效應”不容忽視。這就要求把加工過程如實地作為一個動態(tài)系統(tǒng)加以研究。

編輯推薦

《機械工程控制基礎:MATLAB工程應用》總結了作者在教學實踐中將機械控制基礎與MATLAB結合的一些經(jīng)驗和體會，以MATLAB為主線，按照控制理論由淺入深的順序進行編寫。

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