機械控制工程基礎

內容概要

　　《機械控制工程基礎》主要講述機械控制工程的基本原理和基本知識，內容包括系統(tǒng)數(shù)學模型的建立，系統(tǒng)的時域和頻域分析，系統(tǒng)穩(wěn)定性分析，系統(tǒng)校正，線性離散系統(tǒng)以及MATLAB在控制工程中的應用?！　　稒C械控制工程基礎》強調基本概念和基本方法，注重方法論述的邏輯性和嚴謹性，同時在論述過程中根據工科學生的具體情況盡量避免高深的數(shù)學論證，緊密結合控制工程與機械工程實際，用機械與電氣實例解釋基本理論和基本方法，使其能很好地在數(shù)理知識和專業(yè)知識之間起到橋梁的作用?！　　稒C械控制工程基礎》可作為高等學校機械設計制造及自動化、機電一體化等專業(yè)本科生和專科生的教材，也可供相關教師與工程技術人員作為參考書。

書籍目錄

目    錄第1章  緒論 （1）1.1  引言 （1）1.1.1  控制工程發(fā)展史 （1）1.1.2  機械控制工程的研究對象與任務 （2）1.2  控制系統(tǒng)簡介 （2）1.2.1  控制系統(tǒng)的分類 （2）1.2.2  閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成 （6）1.2.3  對控制系統(tǒng)的基本要求 （7）本章小結 （7）習題1 （7）第2章  拉普拉斯變換 （8）2.1  拉氏變換的概念 （8）2.1.1  問題的提出 （8）2.1.2  拉氏變換的存在定理 （9）2.2  拉氏變換的性質 （16）2.2.1  線性性質 （16）2.2.2  微分性質 （17）2.2.3  積分性質 （19）2.2.4  位移性質 （20）2.2.5  延遲性質 （21）2.2.6  尺度變換 （22）2.2.7  初值定理、終值定理 （23）2.3  拉氏逆變換 （24）2.4  卷積 （30）2.4.1  卷積的概念 （30）2.4.2  卷積定理 （31）本章小結 （34）習題2 （35）第3章  系統(tǒng)的數(shù)學模型 （37）3.1　系統(tǒng)的微分方程 （38）3.1.1  建立微分方程的基本步驟 （38）3.1.2  機械系統(tǒng)的微分方程 （38）3.1.3  電氣系統(tǒng)的微分方程 （42）3.1.4  機電系統(tǒng)的微分方程 （44）3.2  系統(tǒng)的傳遞函數(shù) （48）3.2.1  傳遞函數(shù)的基本概念 （48）3.2.2  傳遞函數(shù)的零點、極點和放大系數(shù) （50）3.2.3  典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) （51）3.3  系統(tǒng)方塊框圖及其簡化 （65）3.3.1  系統(tǒng)傳遞函數(shù)的方框圖表示 （66）3.3.2  傳遞函數(shù)方框圖的化簡 （71）3.4  輸入和干擾同時作用下的系統(tǒng)傳遞函數(shù) （78）本章小結 （81）習題3 （81）第4章  時間響應分析 （86）4.1  概述 （86）4.1.1  時間響應及其組成 （86）4.1.2  典型試驗信號 （87）4.2  一階系統(tǒng)的時間響應 （89）4.2.1  一階系統(tǒng)的單位脈沖響應 （89）4.2.2  一階系統(tǒng)的單位階躍響應 （90）4.2.3  單位脈沖響應和單位階躍響應的關系 （91）4.3  二階系統(tǒng)的時間響應 （91）4.3.1  二階系統(tǒng)的單位脈沖響應 （92）4.3.2  二階系統(tǒng)的單位階躍響應 （93）4.3.3  二階系統(tǒng)響應的性能指標 （96）4.4  系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差分析 （101）4.4.1  系統(tǒng)誤差與偏差的關系 （101）4.4.2  系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 （102）4.4.3  靜態(tài)誤差系數(shù) （105）本章小結 （108）習題4 （108）第5章  系統(tǒng)頻率響應分析 （110）5.1  頻率特性概述 （110）5.1.1  頻率特性的概念 （110）5.1.2  頻率特性的特點和作用 （113）5.2  頻率特性的極坐標圖（Nyquist圖） （115）5.2.1  典型環(huán)節(jié)的Nyquist圖 （115）5.2.2  Nyquist圖的一般繪制方法 （120）5.3  頻率特性的對數(shù)坐標圖（Bode圖） （124）5.3.1  概述 （124）5.3.2  典型環(huán)節(jié)的Bode圖 （125）5.3.3  Bode圖的一般繪制方法 （131）5.4  閉環(huán)頻率特性 （138）5.5  最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng) （138） 5.6  根據頻率特性曲線估計系統(tǒng)傳遞函數(shù) （139）5.6.1  確定放大倍數(shù)K （140）5.6.2  各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)確定 （141）本章小結 （142）習題5 （142）第6章  系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 （145）6.1  系統(tǒng)穩(wěn)定的概念和條件 （145）6.2  勞斯（Routh）穩(wěn)定判據 （146）6.2.1  系統(tǒng)穩(wěn)定的必要條件 （147）6.2.2  系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件 （147）6.2.3  勞斯判據的特殊情況 （149）6.3  Nyquist穩(wěn)定判據 （151）6.3.1  米哈伊洛夫定理 （151）6.3.2  Nyquist穩(wěn)定判據 （153）6.3.3  開環(huán)含有積分環(huán)節(jié)的Nyquist圖 （155）6.3.4  具有延時環(huán)節(jié)的系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 （157）6.3.5  Nyquist穩(wěn)定判據應用舉例 （159）6.4  Bode穩(wěn)定判據 （161）6.5  系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性 （164）6.5.1  相位裕度 （165）6.5.2  幅值裕度Kg （165）本章小結 （168）習題6 （168）第7章  系統(tǒng)校正 （170）7.1  概述 （170）7.1.1  校正的概念 （170）7.1.2  系統(tǒng)的性能指標 （170）7.1.3  校正方式 （175）7.2  串聯(lián)校正 （176）7.2.1  增益校正 （176）7.2.2  相位超前校正 （178）7.2.2  相位滯后校正 （182）7.2.3  相位滯后－超前校正 （186）7.3  PID校正 （190）7.3.1  PID控制規(guī)律及其實現(xiàn) （190）7.3.2  PID調節(jié)器的設計 （195）7.4  反饋校正 （198）本章小結 （204）習題7 （204）第8章  線性離散系統(tǒng) （208）8.1  計算機控制系統(tǒng)概述 （208）8.1.1  計算機控制系統(tǒng)組成 （208）8.1.2  信號的采樣與采樣定理 （210）8.2  Z變換 （214）8.2.1  Z變換的定義 （214）8.2.2  Z變換的性質 （216）8.2.3  Z反變換 （218）8.3  線性離散系統(tǒng)的數(shù)學模型 （221）8.3.1  線性離散系統(tǒng)的差分方程 （221）8.3.2  脈沖傳遞函數(shù) （224）8.4  線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 （230）8.4.1  線性離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件 （230）8.4.2  線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據 （232）8.4.3  線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析 （234）8.5  線性離散系統(tǒng)的校正與設計 （237）8.5.1   對數(shù)頻率特性法校正 （237）8.5.2  有限拍設計 （241）8.5.3  數(shù)字PID控制 （247）本章小結 （254）習題8 （255）第9章  MATLAB在控制工程中的應用 （257）9.1  MATLAB簡介 （257）9.2  用MATLAB進行瞬態(tài)響應分析 （258）9.2.1  線性系統(tǒng)的MATLAB表示 （258）9.2.2  系統(tǒng)單位階躍響應的求法 （258）9.2.3  系統(tǒng)單位脈沖響應的求法 （259）9.3  用MATLAB進行頻率響應分析 （260）9.3.1  用MATLAB作Bode圖 （260）9.3.2  用MATLAB作Nyquist圖 （262）9.4  SIMULINK應用 （263）9.4.1  SIMULINK概述 （263）9.4.2  啟動SIMULINK工具包 （264）9.4.3  用SIMULINK創(chuàng)建系統(tǒng)模型 （265）9.4.4  用SIMULINK進行系統(tǒng)仿真 （269）本章小結 （271）習題參考答案 （272）參考文獻 （285）

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