機(jī)械控制工程基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

　　《機(jī)械控制工程基礎(chǔ)》主要介紹機(jī)械工程領(lǐng)域中自動(dòng)控制的基本理論及其應(yīng)用方法?！　∪珪?章，主要內(nèi)容包括緒論、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、控制系統(tǒng)的時(shí)域分析、控制系統(tǒng)的頻域分析、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、控制系統(tǒng)的綜合與校正。本著基本夠用的原則，重點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)基本概念的分析掌握以及控制理論在工程實(shí)踐中的應(yīng)用?！　　稒C(jī)械控制工程基礎(chǔ)》適用于應(yīng)用性高等院校機(jī)械工程專業(yè)，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 控制工程概述1.1.1 控制系統(tǒng)的基本概念1.1.2 控制理論的發(fā)展簡史1.2 控制系統(tǒng)的工作原理及組成1.2.1 機(jī)械控制系統(tǒng)實(shí)例1.2.2 控制系統(tǒng)組成1.3 控制系統(tǒng)的分類1.3.1 按反饋情況分類1.3.2 按輸入信號變化規(guī)律分類1.3.3 按系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述分類1.3.4 按系統(tǒng)內(nèi)部的信號特征分類1.4 控制系統(tǒng)的基本要求1.5 本課程的性質(zhì)、任務(wù)及學(xué)習(xí)方法1.5.1 課程性質(zhì)1.5.2 課程任務(wù)1.5.3 學(xué)習(xí)方法本章小結(jié)習(xí)題第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型2.1 控制系統(tǒng)的微分方程2.1.1 概述2.1.2 控制系統(tǒng)微分方程的建立2.1.3 非線性系統(tǒng)的線性化2.2 傳遞函數(shù)2.2.1 傳遞函數(shù)的定義2.2.2 傳遞函數(shù)的特點(diǎn)2.2.3 傳遞函數(shù)的求法2.2.4 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)2.2.5 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)2.3 系統(tǒng)傳遞函數(shù)的方框圖及其簡化2.3.1 方框圖的基本概念2.3.2 繪制方框圖的步驟及方框圖的特點(diǎn)2.3.3 方框圖的連接方式2.3.4 方框圖的簡化2.4 控制系統(tǒng)信號流圖和梅遜公式2.4.1 信號流圖2.4.2 梅遜公式2.5 典型物理系統(tǒng)的微分方程和傳遞函數(shù)2.5.1 機(jī)械系統(tǒng)2.5.2 電氣系統(tǒng)2.5.3 液壓系統(tǒng)本章小結(jié)習(xí)題第3章 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析3.1 時(shí)間響應(yīng)以及典型輸入信號3.1.1 基本概念3.1.2 時(shí)間響應(yīng)的組成3.1.3 典型輸入信號3.2 一階系統(tǒng)的時(shí)域分析3.2.1 一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型3.2.2 一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)3.2.3 一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)3.2.4 一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)3.2.5 響應(yīng)之間的關(guān)系3.3 二階系統(tǒng)的時(shí)域分析3.3.1 二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型3.3.2 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)3.3.3 二階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)3.4 瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo)及計(jì)算示例3.4.1 瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo)3.4.2 二階系統(tǒng)計(jì)算示例3.5 控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差分析3.5.1 基本概念3.5.2 穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算3.5.3 輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的關(guān)系3.5.4 干擾引起的穩(wěn)態(tài)誤差和系統(tǒng)的總誤差3.5.5 提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的措施本章小結(jié)習(xí)題第4章 控制系統(tǒng)的頻域分析4.1 頻率特性的基本概述4.1.1 頻率響應(yīng)4.1.2 頻率特性4.1.3 頻率特性的求取方法4.1.4 頻率特性的物理意義和數(shù)學(xué)本質(zhì)4.2 頻率特性的極坐標(biāo)圖4.2.1 引言4.2.2 典型環(huán)節(jié)的極坐標(biāo)圖……第5章 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析第6章 控制系統(tǒng)的綜合與校正附錄A 拉普拉斯變換附錄B 常用時(shí)間函數(shù)拉普拉斯變換參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：一個(gè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)總是要根據(jù)它所要完成的具體任務(wù)而提出。以數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)為例，主要的性能指標(biāo)包括死區(qū)、最大超調(diào)量、穩(wěn)態(tài)誤差和帶寬等。性能指標(biāo)的數(shù)值根據(jù)具體要求而定。一個(gè)具體系統(tǒng)對指標(biāo)的要求應(yīng)有所側(cè)重，如調(diào)速系統(tǒng)對于穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)精度要求嚴(yán)格，而隨動(dòng)系統(tǒng)還要求有一定的快速性。另外，時(shí)域和頻域性指標(biāo)也是可以相互轉(zhuǎn)換的。性能指標(biāo)的提出要有根據(jù)，不能脫離實(shí)際的可能。要求響應(yīng)快，必然使運(yùn)動(dòng)部件具有較高的速度和加速度，這樣將承受較大的慣性載荷和離心載荷，如果超過強(qiáng)度極限就會遭到破壞，同時(shí)能源的功率也受到限制，快速性也將無法實(shí)現(xiàn)。另一方面，幾個(gè)性能指標(biāo)的要求也經(jīng)?；ハ嗝堋＠?，減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差往往會降低系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。在這種情況下，就要考慮哪個(gè)性能是主要的，首先加以滿足；有時(shí)，在另一些情況下就要采取折中的方案，并加上必要的校正，使兩方面的性能都能得到部分滿足。6.1.2 校正的概念當(dāng)給定被控對象后，根據(jù)系統(tǒng)所要完成的控制任務(wù)及對系統(tǒng)的性能要求，可以初步選定組成系統(tǒng)的基本元件，如執(zhí)行元件、放大元件及測量元件等，然后將它們和被控對象連接在一起就組成了所要設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。上述元件（除放大元件外）一旦選定，其系統(tǒng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)就固定了，因此這一部分稱為系統(tǒng)的不可變部分，當(dāng)設(shè)計(jì)出來的系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)放大系數(shù)卻不能滿足系統(tǒng)性能指標(biāo)時(shí)，必須加入一些具有某種典型環(huán)節(jié)特性的電網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算部件或測量裝置等，靠這些環(huán)節(jié)的配置來有效地改善整個(gè)系統(tǒng)的控制性能，這一附加的部分稱為校正元件或校正裝置，通常是一些無源或有源電路，以及速度、加速度傳感器等。由此可知，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程包括系統(tǒng)不可變部分的選型和校正裝置的設(shè)計(jì)兩個(gè)步驟。可見，所謂校正就是在系統(tǒng)不可變部分的基礎(chǔ)上，加入適當(dāng)?shù)男Ｕ?，使系統(tǒng)滿足給定的性能指標(biāo)。前面由系統(tǒng)分析可知，系統(tǒng)的性能取決于系統(tǒng)的的零、極點(diǎn)的分布，因此校正的實(shí)質(zhì)是通過引入校正裝置來改變整個(gè)系統(tǒng)的零、極點(diǎn)分布，從而改變系統(tǒng)的頻率特性或根軌跡形狀，使系統(tǒng)頻率特性的低、中、高頻段滿足所希望的性能或使系統(tǒng)的根軌跡穿越希望的閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)，從而使系統(tǒng)滿足性能指標(biāo)要求。

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《機(jī)械控制工程基礎(chǔ)》為高職高專機(jī)電類專業(yè)規(guī)劃教材之一。

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