自動(dòng)控制原理與系統(tǒng)

前言

本書結(jié)合高職高專學(xué)生的特點(diǎn)，以夠用、實(shí)用、通俗易懂為原則。突出應(yīng)用性、實(shí)踐性，做到理論聯(lián)系實(shí)際。本書內(nèi)容涉及高等數(shù)學(xué)、電工電子技術(shù)、電機(jī)拖動(dòng)和半導(dǎo)體變流技術(shù)等多門課程的基礎(chǔ)知識(shí)，在學(xué)習(xí)中要注意知識(shí)的復(fù)習(xí)和綜合應(yīng)用，有利于加深對(duì)知識(shí)的掌握，有助于提高分析問題、解決問題的能力。本書由常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授、高級(jí)工程師王詩軍主編，并編寫其中第六、七、八、九章，徐志成編寫第一、二、三章；夏怡編寫了第四、五章；承德石油高等?？茖W(xué)校王艷華老師主審。本書在編寫過程中參考了許多圖書和教材資料，并引用了參考文獻(xiàn)中的有關(guān)章節(jié)內(nèi)容，在此表示感謝！書中錯(cuò)誤和不妥之處，懇請(qǐng)廣大師生和讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書為高職高專電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)規(guī)劃教材。    本書分為兩篇九章，上篇為自動(dòng)控制原理部分，包括自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念、數(shù)學(xué)模型、自動(dòng)控制的時(shí)域分析法和頻域分析法、自動(dòng)控制系統(tǒng)的校正。下篇為自動(dòng)控制系統(tǒng)部分，包括單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)、可逆直流調(diào)速系統(tǒng)、直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)。    本書可作為高職高專自動(dòng)化類、電力技術(shù)類等專業(yè)自動(dòng)控制原理與系統(tǒng)課程的教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言上篇  自動(dòng)控制原理  第一章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念    第一節(jié) 開環(huán)控制與閉環(huán)控制    第二節(jié) 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類    第三節(jié) 對(duì)控制系統(tǒng)的性能要求    第四節(jié) 研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的方法    本章小結(jié)    思考題與習(xí)題  第二章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型    第一節(jié) 控制系統(tǒng)的微分方程    第二節(jié) 拉普拉斯變換及其應(yīng)用    第三節(jié) 傳遞函數(shù)    第四節(jié) 控制系統(tǒng)的框圖及其等效變換    第五節(jié) 自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)    本章小結(jié)    思考題與習(xí)題  第三章  自動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法    第一節(jié) 典型輸入信號(hào)    第二節(jié) 一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)分析    第三節(jié) 二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)分析    第四節(jié) 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及穩(wěn)定判據(jù)    第五節(jié) 自動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析    本章小結(jié)    思考題與習(xí)題  第四章 控制系統(tǒng)的頻域分析法    第一節(jié) 頻率特性的基本概念    第二節(jié) 典型環(huán)節(jié) 的Bode圖    第三節(jié) 控制系統(tǒng)的開環(huán)Bode圖的繪制    第四節(jié) 對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)與穩(wěn)定裕量    第五節(jié) 控制系統(tǒng)性能的頻域分析    第六節(jié) 頻率特性法分析系統(tǒng)性能舉例    本章小結(jié)    思考題與習(xí)題  第五章 控制系統(tǒng)的校正    第一節(jié) 系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)基礎(chǔ)    第二節(jié) 控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法    第三節(jié) 自動(dòng)控制系統(tǒng)頻率特性校正設(shè)計(jì)示例    本章小結(jié)    思考題與習(xí)題下篇 自動(dòng)控制系統(tǒng)  第六章 直流調(diào)速系統(tǒng)    第一節(jié) 直流調(diào)速系統(tǒng)概述    第二節(jié) 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)    第三節(jié) 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差調(diào)速系統(tǒng)    本章小結(jié)    思考題與習(xí)題  第七章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)    第一節(jié) 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)    第二節(jié) 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)    本章小結(jié)    思考題與習(xí)題  第八章 直流可逆調(diào)速系統(tǒng)    第一節(jié) 實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)行的主電路的幾種形式    第二節(jié) 有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)    第三節(jié) 邏輯控制無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)    本章小結(jié)    思考題與習(xí)題  第九章 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)    第一節(jié) 直流脈寬調(diào)制電路的工作原理    第二節(jié) 脈寬調(diào)速系統(tǒng)的控制電路    本章小結(jié)    思考題與習(xí)題附錄A 常用函數(shù)的拉氏變換和2變換表附錄B 控制系統(tǒng)的模擬試驗(yàn)與MATLAB仿真參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第一章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念二十世紀(jì)50年代以來，隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)的不可缺少的組成部分。自動(dòng)控制涉及的范圍很廣，除了在宇宙飛船、導(dǎo)彈制導(dǎo)、飛機(jī)駕駛系統(tǒng)等領(lǐng)域中具有特別重要的作用之外，它在電力、機(jī)械、冶金、化工以及對(duì)人體有害的部門，如原子能反應(yīng)堆等領(lǐng)域也占據(jù)著十分重要的地位。自動(dòng)控制的基本原理還有更為深遠(yuǎn)的意義，雖然我們將要涉及的全部是自動(dòng)控制工程應(yīng)用方面，但它的概念已經(jīng)擴(kuò)大到其他領(lǐng)域，如經(jīng)濟(jì)、政治等領(lǐng)域。自動(dòng)控制理論就是建立在各種自動(dòng)控制系統(tǒng)之上的一門學(xué)科，它是分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試自動(dòng)控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)和研究自動(dòng)控制理論是為了探索自動(dòng)控制系統(tǒng)中變量的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和改變這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的可能性和途徑，為建立高性能的自動(dòng)控制系統(tǒng)提供必要的理論根據(jù)。作為現(xiàn)代的工程技術(shù)人員和科學(xué)工作者，都必須具備一定的自動(dòng)控制理論基礎(chǔ)知識(shí)。第一節(jié) 開環(huán)控制與閉環(huán)控制所謂自動(dòng)控制就是在無人直接參加的情況下，利用控制裝置使被控制對(duì)象和過程自動(dòng)地按預(yù)定規(guī)律變化的控制過程。顯然，這些控制裝置至少完成人所起的某種作用：測(cè)量、比較和執(zhí)行等。控制系統(tǒng)按控制裝置與被控對(duì)象之間的作用形式來分，可分成開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)。一、開環(huán)控制如果系統(tǒng)的輸出量沒有與其參考輸入相比較，即系統(tǒng)的輸出與輸入量間只有前向通道，不存在著反饋的通道，這種控制方式叫做開環(huán)控制。在開環(huán)系統(tǒng)中，不需要對(duì)輸出量進(jìn)行測(cè)量，其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。如交通指揮的紅綠燈轉(zhuǎn)換、自動(dòng)生產(chǎn)線等。由圖1-1可見，這種控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、所用的元器件少，成本低，系統(tǒng)一般也不考慮穩(wěn)定性問題。然而，由于這種控制系統(tǒng)既不要對(duì)它的被控制量進(jìn)行檢測(cè)，又沒有將被控制量反饋到系統(tǒng)的輸入端與參考輸入相比較，所以當(dāng)系統(tǒng)受到干擾作用后，被控制量一旦偏離了原有的平衡狀態(tài)，系統(tǒng)就沒有消除或減小誤差的功能，因而控制精度不高，這是開環(huán)控制的一個(gè)“致命”特點(diǎn)，正是這個(gè)缺點(diǎn)，大大限制了開環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

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