本書(shū)從實(shí)際應(yīng)用出發(fā),介紹了自動(dòng)控制的基本理論及其工程應(yīng)用,內(nèi)容包括自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念,控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,拉斯變換與拉斯反變換,系統(tǒng)的時(shí)域分析法、PID調(diào)節(jié)對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)的影響等內(nèi)容,結(jié)合MATLAB、EWB軟件構(gòu)造仿真模型、實(shí)驗(yàn)等形式強(qiáng)調(diào)物理概念、減少繁瑣數(shù)學(xué)推導(dǎo)、加深理解,本書(shū)注意突出重點(diǎn)、講練結(jié)合,以"溫馨提示”形式對(duì)重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)歸納。全書(shū)有較多的例題和習(xí)題,并在每章開(kāi)始配有學(xué)習(xí)目標(biāo),每章后附有小結(jié),以利鞏固基礎(chǔ)知識(shí)和訓(xùn)練解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
劉老師是首批***示范校自動(dòng)工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)教師,曾獲省級(jí)教學(xué)名師獎(jiǎng)。負(fù)責(zé)過(guò)兩門(mén)省級(jí)精品課程的建設(shè),對(duì)自動(dòng)化教學(xué)有深刻理解和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
第1章 自動(dòng)控制系統(tǒng)概述 / 1
1.1 自動(dòng)控制的基本概念 / 1
1.1.1 了解自動(dòng)控制系統(tǒng) / 2
1.1.2 控制系統(tǒng)中的信號(hào) / 4
1.2 自動(dòng)控制的基本方式 / 5
1.2.1 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) / 5
1.2.2 閉環(huán)控制系統(tǒng) / 6
1.2.3 復(fù)合控制系統(tǒng) / 7
1.3 控制系統(tǒng)的性能指標(biāo) / 8
1.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi) / 10
1.5 趣味了解自動(dòng)控制理論的發(fā)展 / 12
你知道嗎?
自動(dòng)控制技術(shù)在都江堰水利工程中的應(yīng)用 / 13
本章回顧 / 15
習(xí)題1 / 15
第2章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 / 18
2.1 控制系統(tǒng)的微分方程 / 19
2.1.1 建立微分方程 / 19
2.1.2 拉斯變換與拉斯反變換 / 20
2.1.3 用拉普拉斯變換求解線(xiàn)性微分方程 / 27
2.2 線(xiàn)性系統(tǒng)的傳遞函數(shù) / 28
2.2.1 傳遞函數(shù)的基本概念 / 28
2.2.2 傳遞函數(shù)的求取方法 / 29
2.2.3 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) / 34
2.2.4 典型環(huán)節(jié)階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn) / 49
2.3 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 / 51
2.3.1 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的建立 / 52
2.3.2 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換 / 54
2.4 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) / 60
你知道嗎? / 63
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)的閉環(huán)控制 / 63
本章回顧 / 65
習(xí)題2 / 65
第3章 時(shí)域分析法 / 69
3.1 控制系統(tǒng)的典型輸入信號(hào)及其性能指標(biāo) / 70
3.2 一階系統(tǒng)的時(shí)域分析 / 74
3.2.1 一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及性能分析 / 74
3.2.2 一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn) / 79
3.3 二階系統(tǒng)的時(shí)域分析 / 81
3.3.1 二階系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及性能分析 / 81
3.3.2 二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn) / 88
3.3.3 二階系統(tǒng)性能的改善 / 90
3.4 高階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析 / 92
3.5 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 / 94
3.5.1 系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件與勞斯穩(wěn)定判據(jù) / 95
3.5.2 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性研究實(shí)驗(yàn) / 102
3.6 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析 / 104
3.6.1 穩(wěn)態(tài)誤差的分析與計(jì)算 / 104
3.6.2 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差研究實(shí)驗(yàn) / 111
你知道嗎? / 113
自動(dòng)控制技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用 / 113
本章回顧 / 116
習(xí)題3 / 116
第4章 PID調(diào)節(jié)器 / 119
4.1 PID調(diào)節(jié)器的作用 / 119
4.2 PID控制中P、I、D的意義 / 121
4.3 PID控制的動(dòng)態(tài)校正實(shí)驗(yàn) / 123
4.4 帶PID功能的變頻器MM440簡(jiǎn)介 / 126
4.4.1 MM440變頻器的外部端子及參數(shù)設(shè)置 / 126
4.4.2 MM440變頻器的模擬量控制運(yùn)行操作 / 128
4.4.3 MM440變頻器的PID控制運(yùn)行操作 / 130
4.5 西門(mén)子S7-200PLC中的PID指令介紹 / 134
你知道嗎? / 136
閉環(huán)控制在飛機(jī)自動(dòng)駕駛儀控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 / 136
本章回顧 / 138
習(xí)題4 / 138
第5章 PID控制系統(tǒng)應(yīng)用舉例 / 139
5.1 變頻恒壓供水系統(tǒng) / 140
5.1.1 變頻恒壓供水系統(tǒng)的工作原理 / 140
5.1.2 恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) / 141
5.2 基于PLC、變頻器的轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) / 142
5.2.1 轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 / 143
5.2.2 基于PLC、變頻器的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) / 143
5.3 基于MATLAB的球桿系統(tǒng) / 148
5.3.1 球桿系統(tǒng)的工作原理 / 148
5.3.2 基于MATLAB的球桿系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) / 148
5.4 基于LABVIEW的位置控制系統(tǒng) / 152
5.4.1 位置控制系統(tǒng)的工作原理 / 152
5.4.2 位置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) / 152
你知道嗎? / 155
自動(dòng)控制技術(shù)在太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)中的應(yīng)用 / 155
本章回顧 / 158
習(xí)題5 / 158
第6章 MATLAB7.0軟件及其Simulink模塊介紹 / 159
6.1 Simulink功能模塊 / 159
6.2 Simulink的啟動(dòng)與退出 / 160
6.3 Simulink的操作 / 163
第7章 EWB軟件的使用 / 168
7.1 EWB基本界面 / 168
7.2 示波器的使用 / 173
7.3 自動(dòng)延時(shí)開(kāi)關(guān)的使用 / 176
附錄A 中英文對(duì)照的名詞術(shù)語(yǔ)索引表
附錄B 本書(shū)常用字符表
附錄C 常用函數(shù)的拉斯變換表
參考文獻(xiàn) / 181