機械控制工程基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

本教材是針對機械工程有關(guān)專業(yè)本科生編寫的，內(nèi)容包括：控制工程基礎(chǔ)的基本概念、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述、控制系統(tǒng)的時域分析方法、控制系統(tǒng)的頻域分析方法和控制系統(tǒng)的校正與分析。每章末附有習題，附錄中給出了習題的參考答案。 本書可作為機械工程及其自動化(機械設(shè)計制造及其自動化)、機械電子工程、工業(yè)工程等專業(yè)的本科生、各類大專生的控制工程基礎(chǔ)的教材，也可以作為相關(guān)專業(yè)的教師和工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章　緒論　§1．1 自動控制的基本概念 1．1．1　反饋與控制 1．1．2 自動控制系統(tǒng)的組成 1．1．3 自動控制系統(tǒng)的分類　§1．2 自動控制系統(tǒng)實例 1．2．1 恒值控制系統(tǒng) 1．2．2　隨動系統(tǒng)　§1．3 自動控制系統(tǒng)的性能要求 1．3．1　典型輸入函數(shù) 1．3．2 自動控制系統(tǒng)的性能要求 習題第2章　控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述　§2．1 控制系統(tǒng)的時間域的描述——微分方程 2．1．1 建立微分方程的一般步驟 2．1．2 用拉氏變換法求解線性常微分方程的方法簡介 2．1．3　微分方程解的物理意義 2．1．4　非線性系統(tǒng)的(小偏差)線性化　§2．2　控制系統(tǒng)的s域描述之一——傳遞函數(shù) 2．2．1　傳遞函數(shù)的定義 2．2．2　傳遞函數(shù)的性質(zhì) 2．2．3 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)　§2．3　控制系統(tǒng)的s域描述之二——框圖(結(jié)構(gòu)圖)  2．3．1　框圖基本要素和組成 2．3．2　控制系統(tǒng)框圖的畫法 2．3．3　框圖的等效變換　§2．4　反饋控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的一般表達式 2．4．1 閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖的一般表達式 2．4．2 閉環(huán)傳遞函數(shù)的一般表達式 2．4．3　開環(huán)傳遞函數(shù) 習題第3章　控制系統(tǒng)的時間域及s域分析方法　§3．1　穩(wěn)定的基本概念 3．1．1　穩(wěn)定性定義 3．1．2　線性控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分和必要條件　§3．2　系統(tǒng)穩(wěn)定性判定方法——勞斯(Routh)判據(jù) 3．2．1 系統(tǒng)穩(wěn)定的必要條件 3．2．2 勞斯判據(jù) 3．2．3 利用勞斯判據(jù)確定使系統(tǒng)穩(wěn)定的參數(shù)　§3．3　過渡過程有關(guān)的基本概念 3．3．1 時間響應(yīng) 3．3．2　過渡過程 3．3．3　評價過渡過程性能的指標　§3．4　一階系統(tǒng)的過渡過程分析 3．4．1 一階系統(tǒng)的數(shù)字模型 3．4．2　一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) 3．4．3　一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)　§3．5　二階系統(tǒng)的過渡過程分析 3．5．1　二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 3．5．2　二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) 3．5．3 欠阻二階系統(tǒng)的過渡過程性能指標分析　§3．6　高階系統(tǒng)分析簡介 3．6．1 高階系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 3．6．2　主導(dǎo)極點和偶極子　§3．7　系統(tǒng)對任意輸入信號的時間響應(yīng) 3．7．1 線性控制系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù) 3．7．2 系統(tǒng)對任意輸入信號的響應(yīng)　§3．8　控制系統(tǒng)誤差分析的基本概念 3．8．1　誤差函數(shù)與穩(wěn)態(tài)誤差 3．8．2　誤差與偏差 3．8．3　誤差傳遞函數(shù)　§3．9　穩(wěn)態(tài)誤差求法 3．9．1　穩(wěn)態(tài)誤差的一般解法 3．9．2　幾種典型輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差e。，的求解方法 3．9．3 用誤差系數(shù)法求穩(wěn)態(tài)誤差 習題第4章　控制系統(tǒng)的頻率域分析方法　§4．1　頻率特性的基本概念及表示方法 4．1．1　頻率特性的定義 4．1．2　頻率特性的解析表示方法 4．1．3　頻率特性的圖形表示方法　§4．2　典型環(huán)節(jié)的頻率特性　……第5章　控制系統(tǒng)的校正附錄1　拉普拉斯變換附錄2　習題參考答案參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：這里，我們把能夠完成諸如上述控制過程的系統(tǒng)稱之為控制系統(tǒng)。以目標值為基準，對系統(tǒng)施加的作用稱為對控制系統(tǒng)的輸入量（或輸入信號），被控量又可稱為控制系統(tǒng)的輸出量（或輸出信號）。而將對系統(tǒng)輸出量進行檢測并把結(jié)果送回到系統(tǒng)的輸入端與系統(tǒng)輸入量（或目標值）進行比較的過程稱為反饋。與系統(tǒng)輸入量進行比較的信號叫反饋量或反饋信號。具有反饋的控制過程叫反饋控制。反饋是事物之間或事物內(nèi)部相互作用和信息傳遞的重要方式。廣義地講，它是事物發(fā)展變化過程得以控制的基本條件之一。如例1.1中，如果沒有司機通過眼睛觀察、大腦判斷、調(diào)整方向盤等一系列動作形成的反饋過程，汽車就無法在道路上行駛；例1.2中，如果不設(shè)置浮球一杠桿一滑變電阻以及回轉(zhuǎn)運動裝置，就難以確定什么時候該打開或關(guān)閉進水閥門F，液面高度就無法控制。反饋控制是自動控制系統(tǒng)的基本控制方式，也是自然界中一切生物自身運動控制的基本方式，同時也是人類社會發(fā)展的重要規(guī)律。本課程中所學(xué)的自動控制系統(tǒng)就是建立在反饋控制的基本原理上的，主要研究對象就是反饋控制系統(tǒng)。（3）開環(huán)控制。在上述例1.1中，反饋過程是由人來完成的。在實際生產(chǎn)或生活中使用的許多機器或裝置像汽車一樣本身不具有反饋能力，如普通洗衣機的洗滌過程控制，普通機床的主軸轉(zhuǎn)速控制等。在這類系統(tǒng)中，輸入量和輸出量之間只有順向作用而無反向聯(lián)系，這種控制方式稱為開環(huán)控制。也就是說，機器或裝置所組成的控制系統(tǒng)中，如果沒有把系統(tǒng)輸出量送回到系統(tǒng)輸入端并與輸入信號進行比較的反饋裝置，則這種系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。圖1.3所表示的簡易數(shù)控銑床工作臺進給系統(tǒng)就是一個開環(huán)控制系統(tǒng)的例子。圖1.6是該控制系統(tǒng)的原理性框圖。

編輯推薦

《機械控制工程基礎(chǔ)》：北京市高等教育精品教材立項項目，面向“十二五”高等教育課程改革項目研究成果。

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