自動控制原理與系統(tǒng)

內(nèi)容概要

本書是教育部推薦教材，是21世紀(jì)高職高專系列規(guī)劃教材。它是根據(jù)作者多年的教學(xué)實踐和高職教學(xué)特點，把“自動控制原理”和“自動控制系統(tǒng)”兩門課程進行了整合，它本著“淡化理論、夠用為度、培養(yǎng)技能、正在實用”的原則，在理論上摒棄了一些一般內(nèi)容和煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，強調(diào)實踐和實踐的屬性，并注意了知識的先進性與前瞻性。全書共分15章，分別對自動控制的一般概念、自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、自動控制系統(tǒng)的時域分析法、自動控制系統(tǒng)的頻率分析法、自動控制系統(tǒng)的校正等進行了詳細(xì)的闡述。

書籍目錄

出版說明
前言
上篇 自動控制原理
　第1章 自動控制的一般概念
　 1.1 概述
　 1.2 自動控制與自動控制系統(tǒng)
　 1.2.1 自動控制系統(tǒng)的基本原理和基本概念
　 1.2.2 自動控制的基本方式
　 1.3 自動控制系統(tǒng)的分類
　 1.4 對控制系統(tǒng)的基本要求
　 1.5 本課程的基本任務(wù)
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
　第2章 自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
　 2.1 控制系統(tǒng)的微分方程
　 2.1.1 控制系統(tǒng)微分方程的建立
　 2.1.2 控制系統(tǒng)微分方程的求解
　 2.2 控制統(tǒng)的傳遞函數(shù)
　 2.2.1 傳遞函數(shù)的定義
　 2.2.2 傳遞函數(shù)的求取
　 2.2.3 傳遞函數(shù)的性質(zhì)
　 2.3 控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖
　 2.3.1 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的組成與畫法
　 2.3.2 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換及化簡
　 2.4 典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型與典型系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
　 2.4.1 典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型
　 2.4.2 典型系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
　第3章 自動控制系統(tǒng)的時域分析法
　 3.1 典型輸入信號及其時間響應(yīng)和時域性能指標(biāo)
　 3.1.1 典型輸入信號及其時間響應(yīng)
　 3.1.2 單位階躍響應(yīng)的時域性能指標(biāo)
　 3.2 自動控制系統(tǒng)動態(tài)性能的時域分析
　 3.2.1 一階系統(tǒng)的時域分析
　 3.2.2 二階系統(tǒng)的時域分析
　 3.3 自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的時域分析
　 3.3.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念
　 3.3.2 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的代數(shù)判據(jù)
　 3.4 自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析
　 3.4.1 系統(tǒng)誤差與穩(wěn)態(tài)誤差
　 3.4.2 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
　第4章 自動控制系統(tǒng)的頻率分析法
　 4.1 頻率特性的基本概念
　 4.1.1 頻率特性的定義
　 4.1.2 頻率特性的表示方法
　 4.2 典型環(huán)節(jié)和開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性
　 4.2.1 典型環(huán)節(jié)的頻率特性
　 4.2.2 開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性
　 4.3 自動控制系統(tǒng)的頻率特性分析
　 4.3.1 用頻率特性分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性
　 4.3.2 系統(tǒng)開環(huán)頻率特性與系統(tǒng)閉環(huán)階躍響應(yīng)的關(guān)系
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
　第5章 自動控制系統(tǒng)的校正
　 5.1 自動控制系統(tǒng)校正的基本概念
　 5.1.1 自動控制系統(tǒng)校正的方式
　 5.1.2 自動控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)
　 5.1.3 線性系統(tǒng)的基本控制規(guī)律
　 5.2 自動控制系統(tǒng)校正的基本方法
　 5.2.1 校正裝置的類型
　 5.2.2 串聯(lián)校正
　 5.2.3 反饋校正
　 5.2.4 復(fù)合校正
　 5.3 自動控制系統(tǒng)的一般設(shè)計方法
　 5.3.1 自動控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟
　 5.3.2 自動控制系統(tǒng)固有部分開環(huán)頻率特性的確定
　 5.3.3 自動控制系統(tǒng)預(yù)期開環(huán)對數(shù)頻率特性的確定
　 5.3.4 自動控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)頻率特性的確定
　 5.3.5 自動控制系統(tǒng)校正示例
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
　第6章 MATLAB仿真軟件簡介
　 6.1 MATLAB軟件簡介
　 6.1.1 MATLAB概述
　 6.1.2 MATLAB的安裝、啟動與退出
　 6.2 MATLAB軟件的命令窗口
　 6.2.1 MATLAB命令窗口的菜單欄
　 6.2.2 MATLAn命令窗口的工具欄
　 6.2.3 MATLAB命令窗口的命令編輯區(qū)
　 6.3 MATLAB中的命令函數(shù)和M文件
　 6.4 MATLAB中的變量和語句
　 6.5 MATLAB中的運算符
　 6.5.1 算術(shù)運算符
　 6.5.2 關(guān)系運算符
　 6.5.3 邏輯運算符
　 6.6 用MATLAB繪制響應(yīng)曲線
　 6.6.1 plot函數(shù)
　 6.6.2 圖形標(biāo)記
　 6.6.3 subplot函數(shù)
　 6.6.4 多窗口繪圖
　 6.7 Simulink簡介
　 6.7.1 Simulink仿真模型的建立
　 6.7.2 Smulink仿真的基本操作
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
　第7章 數(shù)學(xué)模型的MATLAB在自動控制系統(tǒng)中的簡單應(yīng)用
　 7.1 數(shù)學(xué)模型的MATLAB表示
　 7.1.1 有理函數(shù)形式的傳遞函數(shù)模型表示
　 7.1.2 零極點形式的傳遞函數(shù)模型表示
　 7.2 數(shù)學(xué)模型的MATLAB變換
　 7.2.1 數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)的等效變換
　 7.2.2 不同模型對象間的等效變換
　 7.3 動態(tài)性能的MATLAB分析
　 7.3.1 閉環(huán)階躍響應(yīng)分析
　 7.3.2 開環(huán)Bode圖分析
　 7.4 MATLAB在系統(tǒng)校正中的應(yīng)用
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
下篇 自動控制系統(tǒng)
　第8章 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
　 8.1 直流調(diào)速系統(tǒng)概述
　 8.1.1 直流調(diào)速系統(tǒng)的基本概念
　 8.1.2 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的一般概念
　 8.2 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
　 8.2.1 有靜差單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
　 8.2.2 無靜差單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
　 8.2.3 其他單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
　 8.2.4 直流調(diào)速系統(tǒng)的檢測裝置
　 8.3 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實例分析
　 8.3.1 技術(shù)數(shù)據(jù)、技術(shù)指標(biāo)和結(jié)構(gòu)特點
　 8.3.2 系統(tǒng)的定性分析
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
　第9章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)
　 9.1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)
　 9.2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能
　 9.3 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)工程設(shè)計方法
　 9.4 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)實例分析
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
　第10章 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)
　 10.1 實現(xiàn)可逆運行的電路
　 10.1.1 電樞反接可逆線路
　 10.1.2 勵磁反接可逆線路
　 10.1.3 電樞反接和勵磁反接兩種可逆調(diào)速系統(tǒng)性能比較
　 10.1.4 可逆調(diào)速系統(tǒng)的四種工作狀態(tài)
　 10.2 可逆系統(tǒng)中的環(huán)流
　 10.2.1 環(huán)流的利弊及種類
　 10.2.2 環(huán)流的抑制措施
　 10.3 自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)
　 10.3.1 系統(tǒng)的組成特點與工作原理
　 10.3.2 系統(tǒng)制動過程分析
　 10.4 可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)
　 10.4.1 系統(tǒng)的組成特點與工作原理
　 10.4.2 可控環(huán)流大小的確定
　 10.5 邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)實例分析
　 10.5.1 邏輯控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的組成
　 10.5.2 邏輯控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
　第11章 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)
　 11.1 脈寬調(diào)制的基本原理
　 11.1.1 脈寬調(diào)速基本原理
　 11.1.2 不可逆PWM變換器
　 11.1.3 可逆PWM變換器
　 11.2 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的控制電路
　 11.2.1 脈沖寬度調(diào)制器
　 11.2.2 延時環(huán)節(jié)
　 11.2.3 基極驅(qū)動器
　 11.3 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)實例分析
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
　第12章 位置隨動控制系統(tǒng)
　 12.1 概述
　 12.1.1 位置隨動系統(tǒng)的組成及工作原理
　 12.1.2 位置隨動系統(tǒng)的特點
　 12.1.3 位置隨動系統(tǒng)的基本類型
　 12.2 位置的檢測裝置
　 12.2.1 自整角機
　 12.2.2 旋轉(zhuǎn)變壓器
　 12.2.3 感應(yīng)同步器
　 12.2.4 光柵
　 12.2.5 光電編碼盤
　 12.3 位置隨動系統(tǒng)的控制方案和控制性能
　 12.3.1 位置隨動系統(tǒng)的控制方案
　 12.3.2 位置隨動系統(tǒng)的控制性能分析
　 12.4 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)買例分析
　 12.4.1 直流位置隨動系統(tǒng)的組成
　 12.4.2 微機與L290/1/2組成的直流位置隨動系統(tǒng)的工作原理
　 12.4.3 基于單片機8031控制的直流伺服系統(tǒng)
　 12.5 位置隨動系統(tǒng)的特殊問題
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
　第13章 轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)——異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)
　 13.1 概述
　 13.2 調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)基本概念
　 13.3 調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)
　 13.4 利用電動機的自身結(jié)構(gòu)調(diào)速
　 13.5 異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實例分析
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
　第14章 轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速系統(tǒng)——異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng)
　 14.1 串級調(diào)速原理
　 14.2 能量傳遞關(guān)系及串級調(diào)速系統(tǒng)分類
　 14.2.1 能量傳遞關(guān)系
　 14.2.2 串級調(diào)速系統(tǒng)的分類
　 14.3 串級調(diào)速系統(tǒng)基本特性
　 14.3.1 機械特性
　 14.3.2 串級調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)
　 14.3.3 串級調(diào)速系統(tǒng)的效率
　 14.4 具有雙閉環(huán)控制的串級調(diào)速
　 系統(tǒng)實例分析
　 14.4.1 雙閉環(huán)控制的串級調(diào)速系統(tǒng)
　 14.4.2 斬波控制串級調(diào)速系統(tǒng)
　 14.5 雙饋串級調(diào)速系統(tǒng)實例分析
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
　第15章 轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)——異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng)
　 15.1 變頻調(diào)速原理
　 15.2 變頻調(diào)速的基本控制方式和機械特性
　 15.2.1 變頻調(diào)速的基本控制方式
　 15.2.2 變頻調(diào)速的機械特性
　 15.3 變壓變頻裝置及其基本控制方式
　 15.3.1 間接變頻裝置(交-直-交變頻裝置)
　 15.3.2 直接變頻裝置(交-交變頻裝置)
　 15.3.3 電壓源型和電流源型變壓變頻裝置
　 15.4 SPWM變壓變頻器
　 15.4.1 基本概念
　 15.4.2 SPWM逆變器的工作原理
　 15.4.3 SPWM逆變器的調(diào)制方式
　 15.4.4 SPWM的實現(xiàn)方法
　 15.4.5 SPWM專用集成電路簡介
　 15.5 變頻調(diào)速系統(tǒng)控制方式
　 15.5.1 U/f控制
　 15.5.2 轉(zhuǎn)差頻率控制
　 15.5.3 矢量控制一.
　 15.6 SPWM變壓變頻系統(tǒng)實例分析
　 15.6.1 采用微機控制的SPWM變壓變頻器調(diào)速系統(tǒng)
　 15.6.2 采用通用變頻器控制的異步電動機調(diào)速系統(tǒng)
　 15.6.3 微機控制的SPWM交流變頻調(diào)速系統(tǒng)
　 15.6.4 系統(tǒng)工作原理
　 本章小結(jié)
　 習(xí)題與思考題
附錄A 自動控制理論實驗指導(dǎo)書
附錄B 拉普拉斯變換及線性微分方程求解
附錄C 部分習(xí)題與思考題參考答案
參考書目

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   閉環(huán)控制系統(tǒng)的突出優(yōu)點是控制精度高，抗干擾能力強，適用范圍廣。無論出現(xiàn)什么干擾，只要被控量的實際值偏離給定值，閉環(huán)控制就會通過反饋產(chǎn)生的控制作用使偏差減小。這樣就可使系統(tǒng)的輸出響應(yīng)對外部干擾和內(nèi)部參數(shù)變化產(chǎn)生的影響減小，從而使控制系統(tǒng)的精度提高。因之有可能采用不太精密且成本較低的元件來構(gòu)成比較精確的控制系統(tǒng)。 閉環(huán)控制系統(tǒng)也有其固有的缺點：一是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元件較多，成本較高；二是對系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求較高。由于系統(tǒng)中存在反饋環(huán)節(jié)和慣性元件，靠偏差進行控制，因而偏差總會存在，且時正時負(fù)，隨機性極大，很容易引起振蕩，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定?？梢娍刂凭扰c穩(wěn)定性是閉環(huán)系統(tǒng)的基本矛盾。 3.閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成 一般規(guī)定，信號從系統(tǒng)輸入端沿箭頭方向到達(dá)輸出端的傳輸通路稱為前向通道；系統(tǒng)輸出量經(jīng)由測量裝置反饋到輸入端的傳輸通路稱為主反饋通道；前向通道與主反饋通道一起構(gòu)成主回路。此外還有局部反饋通道以及由它組成的內(nèi)回路（也稱內(nèi)環(huán)）。只有一個反饋通道的系統(tǒng)稱為單回路系統(tǒng)，有兩個以上反饋通道的系統(tǒng)稱為多回路系統(tǒng)或串級系統(tǒng)。 通常情況下，控制系統(tǒng)有兩種外作用信號：一是有效的輸入信號（以下簡稱輸入信號），二是有害的干擾信號（以下簡稱干擾信號）。輸入信號決定系統(tǒng)被控量的變化規(guī)律或代表期望值，并作用于系統(tǒng)的輸入端。干擾信號是使系統(tǒng)的輸出量偏離預(yù)定要求的信號，它不但可以作用于系統(tǒng)的任何部位，而且可能不止一個；由于它會影響輸入信號對系統(tǒng)被控量的有效控制，因而在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，必須引起注意，必要時，要對其加以抑制或補償。

編輯推薦

《21世紀(jì)高職高專系列規(guī)劃教材:自動控制原理與系統(tǒng)》是教育部推薦教材，是21世紀(jì)高職高專系列規(guī)劃教材，適合機電電氣控制專業(yè)學(xué)生使用。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    自動控制原理與系統(tǒng) PDF格式下載

---