機械工程控制基礎

前言

　　“爆竹一聲除舊，桃符萬戶更新?！痹谛履暌潦?，春節(jié)伊始，“十一五規(guī)劃”伊始，來為“普通高等院校機械類精品教材”這套叢書寫這個“序”，我感到很有意義?！　〗陙恚覈叩冉逃〉昧藲v史性的突破，實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，毛入學率由低于10％達到了高于20％，高等教育由精英教育而跨入了大眾化教育。顯然，教育觀念必須與時俱進而更新，教育質量觀也必須與時俱進而改變，從而教育模式也必須與時俱進而多樣化?！　∫試倚枨笈c社會發(fā)展為導向，走多樣化人才培養(yǎng)之路是今后高等教育教學改革的一項重要任務。在前幾年，教育部高等學校機械學科教學指導委員會對全國高校機械專業(yè)提出了機械專業(yè)人才培養(yǎng)模式的多樣化原則，各有關高校的機械專業(yè)都在積極探索適應國家需求與社會發(fā)展的辦學途徑，有的已制定了新的人才培養(yǎng)計劃，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，顯然無法適應大眾化教育形勢的發(fā)展。事實上，多年來許多普通院校采用規(guī)劃教材就十分勉強，而又苦于無合適教材可用?！　　鞍倌甏笥?，教育為本；教育大計，教師為本；教師大計，教學為本；教學大計，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、設備、資料（首先是教材）是高校的三大教學基本建設。

內容概要

本書主要介紹工程上廣為應用的經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)的數學模型、控制系統(tǒng)的時間響應與誤差分析、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)中的應用等內容。在論述上注意深入淺出、精講多練、簡潔實用。每章附有例題與習題，書后配有部分習題參考答案，供解題時參考。本書附錄中的拉普拉嘶變換、Z變換內容可供閱讀時查閱。    本書可作為機械設計制造及其自動化、材料成形及控制和其他非電類專業(yè)學生的教材，也可供有關科技人員參考。

書籍目錄

第1章　緒論  1．1　概述  1．2  自動控制系統(tǒng)的基本概念  1．3　本課程的特點與學習方法  習題第2章　控制系統(tǒng)的數學模型  2．1　物理系統(tǒng)動態(tài)描述  2．2  非線性系統(tǒng)及其數學模型的線性化  2．3  傳遞函數的概念與典型環(huán)節(jié)的傳遞函數  2．4　系統(tǒng)框圖及其簡化  2．5 　系統(tǒng)信號流圖與梅蓀公式  習題第3章　控制系統(tǒng)的時間響應與誤差分析  3．1　時間響應和典型輸入信號  3．2　一階系統(tǒng)的時間響應  3．3　二階系統(tǒng)的時間響應  3．4  高階系統(tǒng)的時間響應  3．5　誤差與穩(wěn)態(tài)誤差  習題 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(Nyquist)圖  4．3　頻率特性的對數坐標(Bode)圖  4．4　控制系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性的Bode圖  習題第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  5．3　控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性儲備  5．4　頻域性能指標與時域性能指標關系  習題第6章　控制系統(tǒng)的性能分析與校正  6．1  系統(tǒng)的性能指標與校正方法  6．2　串聯(lián)校正  6．3　反饋校正  6．4　 PID校正  習題第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　描述函數法  7．3　機電控制系統(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  習題第8章　MATLAB在控制系統(tǒng)中的應用  8．1　MATlAB仿真軟件簡介  8．2　基于MATlAB控制系統(tǒng)的時域分析  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變換部分習題參考答案參考文獻

章節(jié)摘錄

　　時域分析法是分析控制系統(tǒng)的最基本方法，利用該方法能準確地分析控制系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能，但它對高階系統(tǒng)的響應求解比較困難。當需要研究系統(tǒng)變參數影響時，計算量更大，難以找出其規(guī)律。因此，工程實踐中，常用頻率特性分析方法來研究系統(tǒng)。頻率特性分析法是一種圖形法，采用該方法時不必直接求解系統(tǒng)的微分方程，而是用頻率特性分析法將系統(tǒng)的特性展示在復平面上，用以分析參數或環(huán)節(jié)對系統(tǒng)性能的影響，為系統(tǒng)的校正提供理論依據。　　控制系統(tǒng)的時域分析法和頻率特性分析法是經典控制理論的兩個重要組成部分，既相互滲透，又相互補充，在控制理論中占有重要地位。頻率特性分析法具有較強的直觀性和明確的物理意義，可用實驗的方法測量系統(tǒng)的頻率響應，因此，頻率特性分析法在控制工程中得到了廣泛應用?！　☆l率特性的定義是以輸入信號為諧波信號給出的。當輸入信號為周期信號時，可將其分解為疊加的頻譜離散的諧波信號；當輸入信號為非周期信號時，可將非周期信號看成是周期為無窮大的周期信號，因此，非周期信號可分解為疊加的頻譜連續(xù)的諧波信號。這樣一來，就可用關于系統(tǒng)對不同頻率的諧波信號的響應特性研究，取代關于系統(tǒng)對任何信號的響應特性的研究。

編輯推薦

　　教育部高等學校機械學科教學指導委員會規(guī)劃　　資深教師編寫，權威專家主審　　適合普通本科院校教學需要，理論夠用為度　　切合用人單位需要，強化主動工程實踐　　緊扣精品課程建設目標，體現(xiàn)教學改革方向　　探索案例式教學方法，倡導互動學習　　開發(fā)配套電子出版物，提倡全面增值服務

圖書封面

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