機(jī)械工程控制基礎(chǔ)

前言

　　“爆竹一聲除舊，桃符萬(wàn)戶更新?！痹谛履暌潦?，春節(jié)伊始，“十一五規(guī)劃”伊始，來(lái)為“普通高等院校機(jī)械類精品教材”這套叢書寫這個(gè)“序”，我感到很有意義?！　〗陙?lái)，我國(guó)高等教育取得了歷史性的突破，實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，毛入學(xué)率由低于10％達(dá)到了高于20％，高等教育由精英教育而跨入了大眾化教育。顯然，教育觀念必須與時(shí)俱進(jìn)而更新，教育質(zhì)量觀也必須與時(shí)俱進(jìn)而改變，從而教育模式也必須與時(shí)俱進(jìn)而多樣化?！　∫試?guó)家需求與社會(huì)發(fā)展為導(dǎo)向，走多樣化人才培養(yǎng)之路是今后高等教育教學(xué)改革的一項(xiàng)重要任務(wù)。在前幾年，教育部高等學(xué)校機(jī)械學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)對(duì)全國(guó)高校機(jī)械專業(yè)提出了機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)模式的多樣化原則，各有關(guān)高校的機(jī)械專業(yè)都在積極探索適應(yīng)國(guó)家需求與社會(huì)發(fā)展的辦學(xué)途徑，有的已制定了新的人才培養(yǎng)計(jì)劃，有的正在考慮深刻變革的培養(yǎng)方案，人才培養(yǎng)模式已呈現(xiàn)百花齊放、各得其所的繁榮局面。精英教育時(shí)代規(guī)劃教材、一致模式、雷同要求的一統(tǒng)天下的局面，顯然無(wú)法適應(yīng)大眾化教育形勢(shì)的發(fā)展。事實(shí)上，多年來(lái)許多普通院校采用規(guī)劃教材就十分勉強(qiáng)，而又苦于無(wú)合適教材可用?！　　鞍倌甏笥?jì)，教育為本；教育大計(jì)，教師為本；教師大計(jì)，教學(xué)為本；教學(xué)大計(jì)，教材為本。”有好的教材，就有章可循、有規(guī)可依、有鑒可借、有道可走。師資、設(shè)備、資料（首先是教材）是高校的三大教學(xué)基本建設(shè)。

內(nèi)容概要

本書主要介紹工程上廣為應(yīng)用的經(jīng)典控制論中信息處理和系統(tǒng)分析與綜合的基本方法，包括控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)與誤差分析、控制系統(tǒng)的頻率特性分析、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、控制系統(tǒng)的性能分析與校正、非線性控制系統(tǒng)、MATLAB在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用等內(nèi)容。在論述上注意深入淺出、精講多練、簡(jiǎn)潔實(shí)用。每章附有例題與習(xí)題，書后配有部分習(xí)題參考答案，供解題時(shí)參考。本書附錄中的拉普拉嘶變換、Z變換內(nèi)容可供閱讀時(shí)查閱。    本書可作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、材料成形及控制和其他非電類專業(yè)學(xué)生的教材，也可供有關(guān)科技人員參考。

書籍目錄

第1章　緒論  1．1　概述  1．2  自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念  1．3　本課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法  習(xí)題第2章　控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  2．1　物理系統(tǒng)動(dòng)態(tài)描述  2．2  非線性系統(tǒng)及其數(shù)學(xué)模型的線性化  2．3  傳遞函數(shù)的概念與典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)  2．4　系統(tǒng)框圖及其簡(jiǎn)化  2．5 　系統(tǒng)信號(hào)流圖與梅蓀公式  習(xí)題第3章　控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)與誤差分析  3．1　時(shí)間響應(yīng)和典型輸入信號(hào)  3．2　一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)  3．3　二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)  3．4  高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)  3．5　誤差與穩(wěn)態(tài)誤差  習(xí)題 第4章　控制系統(tǒng)的頻率特性分析  4．1　頻率特性概述  4．2　頻率特性的極坐標(biāo)(Nyquist)圖  4．3　頻率特性的對(duì)數(shù)坐標(biāo)(Bode)圖  4．4　控制系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性的Bode圖  習(xí)題第5章　控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性  5．1　系統(tǒng)穩(wěn)定性概念及其條件  5．2　控制系統(tǒng)的穩(wěn)定判據(jù)  5．3　控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性儲(chǔ)備  5．4　頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)關(guān)系  習(xí)題第6章　控制系統(tǒng)的性能分析與校正  6．1  系統(tǒng)的性能指標(biāo)與校正方法  6．2　串聯(lián)校正  6．3　反饋校正  6．4　 PID校正  習(xí)題第7章　非線性控制系統(tǒng)  7．1　控制系統(tǒng)的典型非線性特征  7．2　描述函數(shù)法  7．3　機(jī)電控制系統(tǒng)中的非線性環(huán)節(jié)分析舉例  7．4　利用非線性特性改善系統(tǒng)的性能  習(xí)題第8章　MATLAB在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用  8．1　MATlAB仿真軟件簡(jiǎn)介  8．2　基于MATlAB控制系統(tǒng)的時(shí)域分析  8．3　控制系統(tǒng)的頻域分析附錄A　拉普拉斯(Laplace)變換附錄B　Z變換部分習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　時(shí)域分析法是分析控制系統(tǒng)的最基本方法，利用該方法能準(zhǔn)確地分析控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能，但它對(duì)高階系統(tǒng)的響應(yīng)求解比較困難。當(dāng)需要研究系統(tǒng)變參數(shù)影響時(shí)，計(jì)算量更大，難以找出其規(guī)律。因此，工程實(shí)踐中，常用頻率特性分析方法來(lái)研究系統(tǒng)。頻率特性分析法是一種圖形法，采用該方法時(shí)不必直接求解系統(tǒng)的微分方程，而是用頻率特性分析法將系統(tǒng)的特性展示在復(fù)平面上，用以分析參數(shù)或環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，為系統(tǒng)的校正提供理論依據(jù)。　　控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法和頻率特性分析法是經(jīng)典控制理論的兩個(gè)重要組成部分，既相互滲透，又相互補(bǔ)充，在控制理論中占有重要地位。頻率特性分析法具有較強(qiáng)的直觀性和明確的物理意義，可用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，因此，頻率特性分析法在控制工程中得到了廣泛應(yīng)用?！　☆l率特性的定義是以輸入信號(hào)為諧波信號(hào)給出的。當(dāng)輸入信號(hào)為周期信號(hào)時(shí)，可將其分解為疊加的頻譜離散的諧波信號(hào)；當(dāng)輸入信號(hào)為非周期信號(hào)時(shí)，可將非周期信號(hào)看成是周期為無(wú)窮大的周期信號(hào)，因此，非周期信號(hào)可分解為疊加的頻譜連續(xù)的諧波信號(hào)。這樣一來(lái)，就可用關(guān)于系統(tǒng)對(duì)不同頻率的諧波信號(hào)的響應(yīng)特性研究，取代關(guān)于系統(tǒng)對(duì)任何信號(hào)的響應(yīng)特性的研究。

編輯推薦

　　教育部高等學(xué)校機(jī)械學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)規(guī)劃　　資深教師編寫，權(quán)威專家主審　　適合普通本科院校教學(xué)需要，理論夠用為度　　切合用人單位需要，強(qiáng)化主動(dòng)工程實(shí)踐　　緊扣精品課程建設(shè)目標(biāo)，體現(xiàn)教學(xué)改革方向　　探索案例式教學(xué)方法，倡導(dǎo)互動(dòng)學(xué)習(xí)　　開發(fā)配套電子出版物，提倡全面增值服務(wù)

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