自動控制原理及應(yīng)用

前言

　　自動控制原理與應(yīng)用是電氣工程、機(jī)電工程、自動化等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。在自動化技術(shù)高速發(fā)展的今天，其課程的核心地位日益凸顯。　　本書主要敘述了常見的電氣、機(jī)械等自動控制系統(tǒng)的組成、工作原理和數(shù)學(xué)模型的建立；從時(shí)域分析法和頻域分析法出發(fā)，著重闡述系統(tǒng)性能的分析方法（系統(tǒng)穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能分析）以及改善系統(tǒng)性能的途徑（系統(tǒng)校正）。本書的著眼點(diǎn)是系統(tǒng)性能分析和系統(tǒng)調(diào)試（而不是系統(tǒng)設(shè)計(jì)），因而書中主要闡述的是常用反饋控制系統(tǒng)的分析方法，闡述系統(tǒng)的組成一工作原理一分析思路一分析方法一改善系統(tǒng)性能的途徑一主要結(jié)論和其物理含義以及它在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用?！　∮捎谧詣涌刂葡到y(tǒng)理論比較抽象，學(xué)生不易接受，主要是不知自動控制系統(tǒng)用于何處和怎樣應(yīng)用。因此，本書將自動控制理論和自動控制系統(tǒng)結(jié)合起來，并注意理論在實(shí)際中的應(yīng)用。同時(shí)，為了降低系統(tǒng)學(xué)習(xí)的難度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在編寫此書時(shí)，將自動控制系統(tǒng)的最新輔助教學(xué)軟件——Matlab／Sinulink軟件也作了介紹?！　”緯w現(xiàn)了以下特色：　　1.結(jié)合高職教育目標(biāo)，精選理論教學(xué)內(nèi)容，增加教學(xué)案例，理論實(shí)踐一體化?！　?.將Matlab／Sinulink軟件用于輔助教學(xué)中，應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)增加教學(xué)的實(shí)踐性和趣味性?！　?.對自動控制術(shù)語，在第一次出現(xiàn)時(shí)，均將其英文表達(dá)及其縮寫形式列出，提高學(xué)生的專業(yè)英語水平。　　4.對于教學(xué)案例，采用案例分析貫穿始終的體系，增加學(xué)生應(yīng)用理論知識解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀點(diǎn)?！　”緯鵀楦呗毥逃母锏慕滩?，供高職高專電氣工程、機(jī)電工程、自動化等專業(yè)教學(xué)選用，也可以供職工大學(xué)、中等專業(yè)技術(shù)學(xué)校和相關(guān)工程技術(shù)人員參考使用。

內(nèi)容概要

本書主要敘述了常見的電氣、機(jī)械等自動控制系統(tǒng)的組成、工作原理和數(shù)學(xué)模型的建立；從時(shí)域分析法和頻域分析法出發(fā)，著重闡述系統(tǒng)性能的分析方法（系統(tǒng)穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能分析）以及改善系統(tǒng)性能的途徑（系統(tǒng)校正）。    全書共分9章。內(nèi)容是：自動控制概述，自動控制系統(tǒng)的典型調(diào)節(jié)器及控制系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)——拉普拉斯變換，自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，頻域分析法，自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能指標(biāo)，自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析，自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能分析，自動控制系統(tǒng)的綜合與校正。    本書作為高等職業(yè)院校電氣工程、機(jī)電工程、自動化等專業(yè)的教材，也可作為企業(yè)職工培訓(xùn)教材，同時(shí)可供企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章  自動控制概述  1.1  自動控制的應(yīng)用和發(fā)展  1.2  開環(huán)控制和閉環(huán)控制  1.3  自動控制系統(tǒng)的基本組成  1.4  對控制系統(tǒng)性能的基本要求  1.5  自動控制系統(tǒng)的分類  1.6  MATLAB語言及其分析工具簡介  1.7  Simulink操作基礎(chǔ)  本章小結(jié)  習(xí)題第2章  自動控制系統(tǒng)的典型調(diào)節(jié)器及控制系統(tǒng)  2.1  比例調(diào)節(jié)器（P）  2.2  積分調(diào)節(jié)器（I）  2.3  比例積分調(diào)節(jié)器（PI）  2.4  慣性調(diào)節(jié)器（T）  2.5  水位控制系統(tǒng)  2.6  恒溫控制系統(tǒng)  2.7  具有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)  2.8  轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)  2.9  位置隨動系統(tǒng)  本章小結(jié)  習(xí)題第3章  自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)——拉普拉斯變換  3.1  拉氏變換  3.2  拉氏反變換  3.3  拉氏變換的MATLAB求解舉例  本章小結(jié)  習(xí)題第4章  自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  4.1  傳遞函數(shù)概述  4.2  典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)  4.3  系統(tǒng)方框圖的變換和簡化  4.4  閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)  4.5  自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  4.6  MATLAB在數(shù)學(xué)模型建立中的應(yīng)用  本章小結(jié)  習(xí)題第5章頻域分析法  5.1  頻率特性的基本概念  5.2  開環(huán)系統(tǒng)的伯德圖分析  5.3  開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖分析  5.4  系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性分析  5.5  MATLAB在系統(tǒng)頻域分析中的應(yīng)用  本章小結(jié)  習(xí)題第6章  自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能指標(biāo)  6.1  系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念  6.2  系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件  6.3  系統(tǒng)穩(wěn)定性的代數(shù)分析法  6.4  奈氏（Nyquist）穩(wěn)定判據(jù)  6.5  穩(wěn)定裕量與系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性  6.6  對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)  6.7  自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析  6.8  MATLAB在控制系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷中的應(yīng)用  本章小結(jié)  習(xí)題第7章  自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析  7.1  系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的概念  7.2  給定作用下的穩(wěn)態(tài)誤差  7.3  擾動輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差  7.4  減小穩(wěn)態(tài)誤差的方法  7.5  系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性與閉環(huán)穩(wěn)態(tài)誤差的關(guān)系  7.6  MATLAB在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性分析中的應(yīng)用  本章小結(jié)  習(xí)題第8章  自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能分析  8.1  二階系統(tǒng)的動態(tài)性能分析  8.2  一階系統(tǒng)的動態(tài)性能分析  8.3  MATLAB在系統(tǒng)動態(tài)性能分析中的應(yīng)用  本章小結(jié)  習(xí)題第9章  自動控制系統(tǒng)的綜合與校正  9.1  系統(tǒng)校正概述  9.2  控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正  9.3  控制系統(tǒng)的并聯(lián)校正  9.4  MATLAB在改善系統(tǒng)性能方面的應(yīng)用  本章小結(jié)  習(xí)題附錄A  常用函數(shù)的拉氏變換和z變換表附錄B  常用的無源及有源校正網(wǎng)絡(luò)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　自動控制概述　　1.1　自動控制的應(yīng)用和發(fā)展　　在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，自動控制技術(shù)及其理論已經(jīng)成為現(xiàn)代社會不可缺少的組成部分。自動控制技術(shù)及其理論已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、冶金、石油、化工、電子、電力、航空、航海、航天、核反應(yīng)堆等各個學(xué)科領(lǐng)域。近年來，自動控制學(xué)科的應(yīng)用范圍還擴(kuò)展到交通管理、生物醫(yī)學(xué)、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)管理、社會科學(xué)和其他許多社會生活領(lǐng)域，并為各學(xué)科之間的相互滲透起了促進(jìn)作用。自動控制技術(shù)的應(yīng)用不僅使生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動化，提高了勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，改善了勞動條件，使人們從繁重的體力勞動和單調(diào)重復(fù)的腦力勞動中解放出來，而且在人類征服大自然、探索新能源、發(fā)展空間技術(shù)和創(chuàng)造人類社會文明等方面都具有十分重要的意義?！　?.1.1　目動控制理論的發(fā)展　　自動控制理論（Automatic Control Theory）是研究關(guān)于自動控制系統(tǒng)的組成、分析和設(shè)計(jì)的一般性理論，是研究自動控制共同規(guī)律的技術(shù)學(xué)科。學(xué)習(xí)和研究自動控制理論是為了探索自動控制系統(tǒng)中變量的運(yùn)動規(guī)律和改變這種運(yùn)動規(guī)律的可能性和途徑，為建立高性能的自動控制系統(tǒng)提供必要的理論根據(jù)。作為現(xiàn)代工程技術(shù)人員，必須具備一定的自動控制理論基礎(chǔ)知識。　　自動控制理論是在人類征服自然的生產(chǎn)實(shí)踐活動中孕育、產(chǎn)生并隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展、完善起來的。

編輯推薦

　　自動控制原理與應(yīng)用是電氣工程、機(jī)電工程、自動化等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。在自動化技術(shù)高速發(fā)展的今天，其課程的核心地位日益凸顯?！　　蹲詣涌刂圃砑皯?yīng)用》從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，主要敘述了常見的電氣、機(jī)械等自動控制系統(tǒng)的組成、工作原理和數(shù)學(xué)模型的建立?！蹲詣涌刂圃砑皯?yīng)用》的著眼點(diǎn)是系統(tǒng)性能分析和系統(tǒng)調(diào)試（而不是系統(tǒng)設(shè)計(jì)），因而書中主要闡述的是常用反饋控制系統(tǒng)的分析方法，闡述系統(tǒng)的組成→工作原理→分析思路→分析方法→改善系統(tǒng)性能的途徑→主要結(jié)論和其物理含義以及它在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用。

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