控制工程基礎

所属分类:人工智能  
出版时间:2008-4   出版时间:楊建璽 徐莉萍等 科學出版社 (2008-04出版)   作者:楊建璽 徐莉萍等   页数:230  

内容概要

  《控制工程基础》作为一门技术基础课教材,在介绍控制理论的基本原理和基本概念的同时,以机械系统、电路系统为背景,阐明了控制理论在工程中的应用。《控制工程基础》的主要内容包括数学基础——拉普拉斯变换、传递函数、时间响应分析、系统误差分析、频率特性分析、系统稳定性分析和系统的校正设计。每章都给出应用实例、MATALAB实现以及习题。  《控制工程基础》可作为机械类各专业大学本科学生的教材,也适于工程技术人员参考。

作者简介

楊建璽,男,河南科技大學教授,博士,碩士研究生導師。2005年留學于澳大利亞昆士蘭科技大學。長期從事機械制造和計算機輔助外科設備方面的研究。現任河南科技大學機電工程學院副院長;中國振動工程學會機械動力學學會理事;中國機械工程學會高級會員;《中華醫學研究會雜志》專家編委會常務編委;《礦山機械》雜志審稿專家。

书籍目录

前言第1章 绪论1.1 控制论概述1.2 控制系统的工作原理与组成1.2.1 工作原理1.2.2 控制系统的组成1.3 控制系统的分类与基本要求1.3.1 控制系统的分类1.3.2 控制系统的基本要求1.4 MATLAB语言简介1.4.1 MATLAB的系统界面1.4.2 MATLAB数学运算1.4.3 MATLAB绘图1.5 本课程的特点及要求习题第2章 数学基础——拉普拉斯变换2.1 复数和复变函数2.1.1 复数的概念2.1.2 复数的表示法2.1.3 复变函数2.1.4 极点与零点概念2.2 拉氏变换2.2.1 拉氏变换定义2.2.2 典型时间函数的拉氏变换2.2.3 拉氏变换的性质2.3 拉氏反变换及其数学方法2.3.1 拉氏反变换2.3.2 拉氏反变换的数学方法2.4 拉氏变换的应用2.5 拉氏变换的MATLAB实现习题第3章 传递函数3.1 概述3.1.1 数学模型的概念3.1.2 线性系统与非线性系统3.2 系统微分方程的建立3.2.1 机械系统的微分方程3.2.2 电气系统的微分方程3.2.3 系统元件间的负载效应3.2.4 非线性微分方程的线性化3.3 传递函数3.3.1 传递函数的概念3.3.2 传递函数的零、极点3.3.3 典型环节及其传递函数3.4 系统框图及简化3.4.1 系统框图的组成3.4.2 方框图的绘制3.4.3 系统方框图的简化3.5 信号流图与Mason公式3.5.1 信号流图3.5.2 Mason公式3.6 应用实例3.6.1 机床进给传动链3.6.2 汽车悬挂系统3.6.3 车削过程3.6.4 打印轮控制系统3.7系统数学模型的MATLAB实现3.7.1 传递函数模型3.7.2 零极点增益模型3.7.3 模型转换3.7.4 动态结构图习题第4章 时间响应分析4.1 时间响应4.1.1 时间响应的概念4.1.2 典型输入信号4.2 一阶系统的时间响应4.2.1 一阶系统的数学模型4.2.2 一阶系统的单位阶跃响应4.2.3 一阶系统的单位脉冲响应4.2.4 一阶系统的单位斜坡响应4.3 二阶系统的时间响应4.3.1 二阶系统的数学模型4.3.2 二阶系统的单位阶跃响应4.3.3 二阶系统的单位脉冲响应4.4 高阶系统的时间响应4.5 瞬态响应的性能指标4.5.1 瞬态响应的性能指标4.5.2 二阶系统的瞬态响应指标4.6 时间响应的MATLAB实现习题第5章 系统误差分析5.1 概述5.1.1 误差与偏差5.1.2 系统的类型5.2 稳态误差的计算分析5.2.I静态误差系数与稳态误差5.2.2 扰动作用下的稳态误差习题第6章 频率特性分析6.1 概述6.2 频率响应与频率特性6.2.1 频率响应6.2.2 频率特性6.2.3 频率特性的求法6.2.4 频率特性的特点6.2.5 频率特性的表示方法6.3 频率特性的极坐标图(Nyquist图)6.3.1 极坐标图6.3.2 典型环节的极坐标图6.3.3 系统Nyquist图的一般画法6.4 频率特性的对数坐标图(Bode图)6.4.1 对数坐标图6.4.2 典型环节的Bode图6.4.3 绘制系统Bode图的步骤6.5 开环频率特性对数坐标图的含义6.6 最小相位系统及频域性能指标6.6.1 最小相位系统的概念6.6.2 由Bode图估计最小相位系统的传递函数6.6.3 频域性能指标6.7 频率特性的MATLAB实现6.7.1 利用MATLAB绘制Nyquist图6.7.2 利用MATLAB绘制Bode图6.7.3 利用MATLAB求系统的频域特征量习题第7章 系统稳定性分析7.1 稳定性概述7.2 Routh—Hurwitz稳定性判据7.2.1 Routh稳定性判据7.2.2 Hurwitz稳定性判据7.3 Nyqtlist稳定性判据7.3.1 基本原理7.3.2 Nyquist法判别系统的稳定性举例7.3.3 具有延时环节的系统的稳定性分析7.4 系统的相对稳定性7.4.1 相位裕量和幅值裕量7.4.2 条件稳定系统7.5 应用实例7.5.1 Routh—Hurwitz稳定判据应用实例7.5.2 Nyquist稳定判据应用实例7.5.3 相对稳定性应用实例7.6 稳定性分析的MATLAB实现7.6.1 利用MR'TLAB求系统的特征根7.6.2 利用MA'TLAB中的函数直接求解思考题习题第8章 系统的校正设计8.1 概述8.1.1 系统的时域和频域性能指标8.1.2 校正的概念8.1.3 校正的类型8.2 串联校正8.2.1 增益校正8.2.2 相位超前校正8.2.3 相位滞后校正8.2.4 相位滞后一超前校正8.3 并联校正8.3.1 反馈校正8.3.2 顺馈校正8.4 PID校正8.4.1 PD控制作用8.4.2 PI控制作用8.4.3 PID控制作用8.5 应用实例8.5.1 电压一转角位置随动系统8.5.2 直流电机调速系统8.6 系统校正的MATLAB实现习题参考文献

章节摘录

第1章 緒論1.1 控制論概述控制論是自動控制、電子技術、計算機科學等多種學科相互滲透的產物,是在20世紀40年代醞釀形成的。控制論研究的是一個系統,這個系統可以是具體的一個執行機構,如廁所馬桶的液面自動調節裝置、機床進給系統等,也可以是一個工廠管理系統、人體自身控制系統等。控制論主要研究系統的性能,包括靜態性能和動態性能,也就是研究系統的穩定性、準確性和快速性。自從有了人類社會,控制論的應用就已經開始了。因為人們總是根據眼楮等感覺器官將得到的信息反饋給大腦,從而指導手、腿等執行器官完成計劃的工作。其實,人類社會的發展過程就是一個完整的控制系統改造過程。如圖1.1所示。人們為了做成某項產品,首先在大腦中產生一個計劃,大腦指揮人體活動器官,通過手工作用在控制對象上,形成產品雛形,通過人體感覺器官將產品雛形反饋給大腦,大腦做出與原計劃差異的判斷,再指揮手進行修正,直到完成滿意的產品為止。從這個過程我們可以看出,人參與了整個控制過程。人類社會的發展也是一個控制系統發展的過程。隨著社會文明的進步,出現了石器時代,也就是控制對象是石器,而到了鐵器時代的時候,控制對象更新為鐵器,後來有了機器,由機器作為控制對象,這使人們得以大大減輕體力勞動,而測量工具仍是離線測量工具,由人眼測量到利用測量工具如直尺、千分尺等,這一切都僅僅是控制對象和系統中相應的環節發生了改變,卻讓人類奮斗了上千年的時間。今天很多問題又進一步得到解決。開始使用各種各樣的傳感器來替代人的感覺器官,使用計算機來替代人的大腦,可以說,人類社會的進步實質上就是逐步用機器、傳感器、電腦等將人從控制系統中解放出來。

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《控制工程基礎》可作為機械類各專業大學本科學生的教材,也適于工程技術人員參考。

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用户评论 (总计1条)

 
 

  •     很好!下次還會再來的!
 

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