機(jī)械控制理論基礎(chǔ)

出版時(shí)間:2005-9  出版社:西安交通大學(xué)出版社  作者:董霞 編  頁(yè)數(shù):369  字?jǐn)?shù):440000  

內(nèi)容概要

  本書(shū)介紹控制理論的基本原理與基本知識(shí)及其在機(jī)械工程中的應(yīng)用。內(nèi)容包括:拉普拉斯變換的數(shù)學(xué)方法,系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)與誤差分析,系統(tǒng)的頻率特性,系統(tǒng)的穩(wěn)定性,控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì),以及離散系統(tǒng)分析基礎(chǔ)等。每章后附有復(fù)習(xí)思考題和習(xí)題。   本書(shū)適于機(jī)械類(lèi)包括機(jī)電一體化工程、機(jī)械制造及自動(dòng)化和機(jī)械電子工程等專(zhuān)業(yè)大學(xué)本科生用作教材,也可供有關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論 1.1 機(jī)械工程控制論的研究對(duì)象 1.2 機(jī)械工程系統(tǒng)中的信息傳遞、反饞嘴以及反饋控制的概念 1.3 機(jī)械控制的應(yīng)用實(shí)例 1.4 本課程特點(diǎn)及內(nèi)容簡(jiǎn)介 復(fù)習(xí)思考題第2章 拉普拉斯變換的數(shù)學(xué)方法 2.1 復(fù)數(shù)和復(fù)變函數(shù) 2.2 拉氏變換與拉氏反變換的定義 2.3 典型時(shí)間函數(shù)的拉氏變換 2.4 拉氏變換的性質(zhì) 2.5 拉氏反變換的數(shù)學(xué)方法 2.6 用拉氏變換解常微分方程 復(fù)習(xí)思考題 習(xí)題第3章 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 3.1 概述 3.2 系統(tǒng)微分方程的建立 3.3 傳遞函數(shù) 3.4 方塊圖及動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成 3.5 信號(hào)流圖與梅遜公式 3.6 機(jī)、電系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 復(fù)習(xí)思考題 習(xí)題第4章 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析 4.1 時(shí)間響應(yīng) 4.2 一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng) 4.3 二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng) 4.4 高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng) 4.5 瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo) 4.6 系統(tǒng)誤差分析 復(fù)習(xí)思考題 習(xí)題第5章 系統(tǒng)的頻率特性 5.1 頻率特性 5.2 頻率特性的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖(伯德圖) 5.3 頻率特性的極坐標(biāo)圖(奈奎斯特圖) 5.4 對(duì)數(shù)幅—相圖(尼柯?tīng)査箞D) 5.5 最小相位系統(tǒng)的概念 5.6 閉環(huán)頻率特性與頻域性指標(biāo) 5.7 系統(tǒng)辨識(shí) 復(fù)習(xí)思考題 習(xí)題第6章 系統(tǒng)的穩(wěn)定性 6.1 穩(wěn)定性 6.2 勞斯-胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù) 6.3 奈奎斯特穩(wěn)定性養(yǎng)氣 6.4 系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性 6.5 根軌跡法 復(fù)習(xí)思考題 習(xí)題第7章 控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì) 7.1 控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)與校正方式 7.2 控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正 7.3 并聯(lián)校正 7.4 PID校正器的設(shè)計(jì) 復(fù)習(xí)思考題 習(xí)題第8章 離散系統(tǒng)分析基礎(chǔ)附錄1 MATLAB應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)附錄2 各章習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章  緒論本書(shū)主要闡述“機(jī)械工程控制論”中的基礎(chǔ)理論及其在機(jī)械工程中的應(yīng)用?!皺C(jī)械工程控制論”是一門(mén)技術(shù)科學(xué),它是研究“控制論”在“機(jī)械工程”中應(yīng)用的科學(xué)。當(dāng)前機(jī)械制造技術(shù)正向著高度自動(dòng)化的方向發(fā)展,各種先進(jìn)的自動(dòng)控制加工系統(tǒng)不斷出現(xiàn),過(guò)去那種只側(cè)重于局部和靜態(tài)的研究方法已不能符合要求,應(yīng)將機(jī)械加工過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)的組合看作是一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng),從控制論的角度來(lái)研究和解決加工中所出現(xiàn)的各種技術(shù)問(wèn)題。由于機(jī)械工程控制論是一門(mén)新興學(xué)科,大量的問(wèn)題,從概念到方法,從定義到公式,從理論的應(yīng)用到經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),都需要進(jìn)一步的探討。本章著重介紹機(jī)械上程控制論的基本含義及有關(guān)的幾個(gè)重要概念;列舉機(jī)械工程控制論的一些應(yīng)用實(shí)例;并對(duì)本課程的學(xué)習(xí)特點(diǎn)及內(nèi)容作簡(jiǎn)要說(shuō)明。1.1  機(jī)械工程控制論的研究對(duì)象機(jī)械工程控制論是研究以機(jī)械工程技術(shù)為對(duì)象的控制論問(wèn)題。具體地講,是研究在這一工程領(lǐng)域中廣義系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,即研究系統(tǒng)在一定的外界條件(即輸入與干擾)作用下,系統(tǒng)從某一初始狀態(tài)出發(fā),所經(jīng)歷的整個(gè)動(dòng)態(tài)歷程,也就是研究系統(tǒng)及其輸入、輸出三者之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。例如,機(jī)床數(shù)控技術(shù)中,調(diào)整到一定狀態(tài)的數(shù)控機(jī)床就是系統(tǒng),數(shù)控指令就是輸入,而數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)就是輸出。因?yàn)檩斎氲慕Y(jié)果是改變系統(tǒng)的狀態(tài),并使系統(tǒng)的狀態(tài)不斷改變,這就是力學(xué)中所講的強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng);而當(dāng)系統(tǒng)的初始狀態(tài)不為零時(shí),即使沒(méi)有輸入,系統(tǒng)的狀態(tài)也會(huì)不斷改變,這也就是力學(xué)中所講的自由運(yùn)動(dòng)。因此從使系統(tǒng)的狀態(tài)不斷發(fā)生改變這點(diǎn)來(lái)看,將系統(tǒng)的初始狀態(tài)看作為一種特殊的輸入,即“初始輸入”或“初始激勵(lì)”也是十分合理的。機(jī)械工程控制論所研究的系統(tǒng)是極為廣泛的,這個(gè)系統(tǒng)可大可小,可繁可簡(jiǎn),完全由研究的需要而定。例如,當(dāng)研究機(jī)床在切削加工過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí),切削加工本身可作為一個(gè)系統(tǒng);當(dāng)研究此臺(tái)機(jī)床所加工工件的某些質(zhì)量指標(biāo)時(shí),這一工件本身又可作為一個(gè)系統(tǒng)?!?/pre>

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