定 價：44.8 元
叢書名：高等院校應(yīng)用型本科智能制造領(lǐng)域“十三五”規(guī)劃教材專業(yè)基礎(chǔ)課
- 作者：代春香，李敏，郭麗紅 著
- 出版時間：2018/9/1
- ISBN：9787568044547
- 出 版 社：華中科技大學(xué)出版社
- 中圖法分類：TH-39
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
本書是根據(jù)本科機械專業(yè)人才培養(yǎng)目標，總結(jié)近年來的教學(xué)改革與實踐，參考經(jīng)典控制理論資料編寫而成的。內(nèi)容包括機械工程控制的基本概念、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、時間響應(yīng)分析、頻率特性分析、系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、系統(tǒng)的性能指標與校正、離散系統(tǒng)分析等，并配例題講解、MATLAB運用于系統(tǒng)的分析解題示例及習(xí)題，可以更好地幫助讀者理解相關(guān)內(nèi)容。本書可供本科院校的機械工程類專業(yè)，特別是機械設(shè)計制造、自動化、機電類專業(yè)等作為教材使用，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。
本書是為本科院校的機械工程類專業(yè)的機械工程控制基礎(chǔ)自動控制理論等課程編寫的教材。書中介紹了控制系統(tǒng)的基本概念和有關(guān)的名詞術(shù)語，并詳細介紹了控制系統(tǒng)的組成、工作原理以及分析方法。在各知識點后，通過例題講解了其在實際系統(tǒng)中的分析運用，以幫助學(xué)生更容易理解相關(guān)知識點。本書除了進行數(shù)值解的相關(guān)計算，還通過MATLAB軟件進行了數(shù)值解驗證和圖形的繪制等，便于加強數(shù)理基礎(chǔ)與專業(yè)知識間的聯(lián)合運用。本書有如下特點：(1) 在每章內(nèi)容編排上，由基本到簡單組合再到綜合，循序漸進，由淺入深，既照顧了大多數(shù)讀者，又照顧了學(xué)有余力、想進一步學(xué)習(xí)深造的讀者；同時也便于教師根據(jù)教學(xué)要求和學(xué)時取舍內(nèi)容。(2) 篇幅緊湊，內(nèi)容精簡,以課程基本要求為主，對基本概念、原理的敘述簡明準確，便于掌握；不過分追求理論體系的嚴謹，例如簡化公式推導(dǎo)，貫徹以應(yīng)用為目的的原則等。(3) 例題和習(xí)題盡量選取生活和工程實際中常見的、易理解的題目，有利于學(xué)生解題能力的培養(yǎng)。例題的分析和解題過程敘述詳盡，思路清晰。本書由四川大學(xué)錦城學(xué)院代春香、武昌工學(xué)院李敏和四川大學(xué)錦城學(xué)院郭麗紅擔(dān)任主編，由武漢華夏理工學(xué)院葉仁虎和華南理工大學(xué)廣州學(xué)院王蕊擔(dān)任副主編。全書共7章，其中郭麗紅編寫第1章，葉仁虎編寫第2章，王蕊編寫第3章，李敏編寫第4章和第7章，代春香編寫第5章和第6章。全書由代春香、李敏、郭麗紅進行統(tǒng)稿。本書在編寫過程中，得到了有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和同事們的大力支持，引用了部分同類教材中的資料、圖表和例題，在此表示衷心感謝。因編者水平有限，書中難免存在疏漏和不妥之處，懇切希望廣大讀者批評指正。
第1章緒論(1)
1.1概述(1)
1.2控制系統(tǒng)的分類(2)
1.2.1研究對象與任務(wù)(2)
1.2.2系統(tǒng)的分類(4)
1.2.3系統(tǒng)及其模型(6)
1.3控制系統(tǒng)的基本原理(8)
1.3.1自動控制理論(8)
1.3.2反饋控制理論(9)
1.3.3反饋控制系統(tǒng)的組成(9)
1.3.4控制系統(tǒng)的基本要求(11)
1.4控制系統(tǒng)的示例(11)
1.5控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計工具(12)
1.5.1MATLAB概述(12)
1.5.2控制系統(tǒng)工具箱(12)
1.5.3MATLAB輔助分析與設(shè)計(13)
本章小結(jié)(17)
習(xí)題(17)
第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(18)
2.1傅里葉變換與拉普拉斯變換(18)
2.1.1傅里葉變換(18)
2.1.2拉普拉斯變換(20)
2.2控制系統(tǒng)的微分方程(31)
2.2.1概述(31)
2.2.2列寫微分方程的一般方法(32)
2.2.3非線性微分方程的線性化(35)
2.2.4相似原理(37)
2.3控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(38)
2.3.1傳遞函數(shù)(39)
2.3.2傳遞函數(shù)的零點、極點和放大系數(shù)(40)
2.3.3系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型 (42)
2.3.4典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)(45)
2.4控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖及其簡化(52)
2.4.1傳遞函數(shù)方框圖的組成和繪制(52)
2.4.2傳遞函數(shù)方框圖的等效變換和簡化(58)
2.5考慮擾動的控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(63)
2.5.1系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)(63)
2.5.2主令輸入xi(t)作用下系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)(64)
2.5.3干擾n(t)作用下系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)(64)
2.5.4系統(tǒng)的總輸出(65)
2.6基于MATLAB建立數(shù)學(xué)模型(65)
2.6.1基于MATLAB建立系統(tǒng)的傳遞模型(65)
2.6.2基于MATLAB建立系統(tǒng)的零極點增益模型(66)
2.6.3基于MATLAB建立系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型(67)
本章小結(jié)(68)
習(xí)題(68)
目錄機械工程控制基礎(chǔ)第3章控制系統(tǒng)的時間響應(yīng)分析(73)
3.1時間響應(yīng)及其組成(73)
3.1.1時間響應(yīng)(73)
3.1.2時間響應(yīng)的組成(73)
3.2系統(tǒng)的時域性能指標(74)
3.2.1典型輸入信號(74)
3.2.2動態(tài)過程和穩(wěn)態(tài)過程(77)
3.2.3動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能(77)
3.3一階系統(tǒng)的時域分析(78)
3.3.1一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(78)
3.3.2一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)(79)
3.3.3一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)(80)
3.3.4一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)(81)
3.3.5一階系統(tǒng)的單位加速度響應(yīng)(81)
3.4二階系統(tǒng)的時域分析(82)
3.4.1二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(82)
3.4.2二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)(83)
3.4.3二階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)(88)
3.4.4二階系統(tǒng)的計算舉例(89)
3.5高階系統(tǒng)的時域分析(91)
3.5.1高階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)(92)
3.5.2閉環(huán)主導(dǎo)極點及其動態(tài)性能分析(93)
3.6系統(tǒng)誤差分析與計算(94)
3.6.1系統(tǒng)的誤差和偏差(94)
3.6.2系統(tǒng)的誤差計算(95)
3.6.3系統(tǒng)的類型(96)
3.6.4系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)偏差(96)
3.7基于MATLAB的系統(tǒng)時間響應(yīng)分析(101)
3.7.1基于MATLAB的時間響應(yīng)(101)
3.7.2基于MATLAB的瞬態(tài)性能指標(105)
本章小結(jié)(107)
習(xí)題(108)
第4章控制系統(tǒng)的頻率特性分析(112)
4.1頻率特性概述(112)
4.1.1頻率特性的基本概念(112)
4.1.2頻率特性的求法及幾何表示(113)
4.1.3頻率特性的特點和作用(115)
4.1.4頻率特性的圖示方法(116)
4.2頻率特性的Nyquist圖(117)
4.2.1Nyquist圖及其一般物理意義(117)
4.2.2Nyquist圖的一般形狀(118)
4.3頻率特性的Bode圖(122)
4.3.1Bode圖概述(122)
4.3.2典型環(huán)節(jié)的Bode圖繪制(122)
4.3.3繪制系統(tǒng)Bode圖的步驟與實例(127)
4.4頻率特性的相關(guān)參數(shù)(130)
4.5最小相位系統(tǒng)和非最小相位系統(tǒng)(131)
4.6基于MATLAB的頻率特性分析(132)
4.6.1基于MATLAB繪制Nyquist圖(132)
4.6.2基于MATLAB繪制Bode圖(133)
4.6.3基于MATLAB求系統(tǒng)的頻域指標(135)
本章小結(jié)(136)
習(xí)題(136)
第5章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析(139)
5.1系統(tǒng)穩(wěn)定性概述(139)
5.1.1系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象(139)
5.1.2系統(tǒng)穩(wěn)定的定義和條件(140)
5.1.3系統(tǒng)穩(wěn)定性的擴展(142)
5.2勞斯穩(wěn)定判據(jù)(143)
5.2.1線性系統(tǒng)穩(wěn)定的必要條件(143)
5.2.2勞斯穩(wěn)定判據(jù)(144)
5.2.3勞斯判據(jù)的特殊情況(147)
5.2.4勞斯穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用(151)
5.3Nyquist穩(wěn)定判據(jù)(152)
5.3.1Nyquist穩(wěn)定判據(jù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)(152)
5.3.2Nyquist穩(wěn)定判據(jù)(154)
5.3.3開環(huán)含有特殊環(huán)節(jié)時的Nyquist分析(156)
5.3.4Nyquist判據(jù)的相關(guān)說明及應(yīng)用舉例(157)
5.4Bode穩(wěn)定判據(jù)(160)
5.4.1Bode圖和Nyquist圖的對應(yīng)分析(160)
5.4.2穿越的概念(161)
5.4.3Bode判據(jù)(162)
5.4.4條件穩(wěn)定系統(tǒng)(162)
5.5系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性(163)
5.5.1相位裕度(163)
5.5.2幅值裕度(164)
5.5.3Bode穩(wěn)定判據(jù)舉例(165)
5.5.4影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要因素(169)
5.6閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(169)
5.6.1由開環(huán)頻率特性估計閉環(huán)頻率特性(169)
5.6.2閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(170)
5.6.3時域指標與頻域指標的關(guān)系(171)
5.7基于MATLAB的系統(tǒng)穩(wěn)定性分析(173)
5.7.1基于MATLAB求解系統(tǒng)的特征根(173)
5.7.2基于MATLAB求系統(tǒng)的頻域參數(shù)和判定相對穩(wěn)定性(174)
本章小結(jié)(175)
習(xí)題(175)
第6章系統(tǒng)的性能指標與校正(178)
6.1系統(tǒng)的設(shè)計與校正問題(178)
6.1.1系統(tǒng)的性能指標(178)
6.1.2系統(tǒng)帶寬的確定(180)
6.1.3校正的概念及分類(181)
6.1.4基本控制規(guī)律(183)
6.2串聯(lián)校正(186)
6.2.1頻率特性法校正設(shè)計(186)
6.2.2串聯(lián)超前校正(186)
6.2.3相位滯后校正(190)
6.2.4相位滯后超前校正(193)
6.3PID校正(196)
6.3.1PID 控制規(guī)律(196)
6.3.2PID 調(diào)節(jié)器設(shè)計(197)
6.4反饋校正(198)
6.4.1位置反饋校正(198)
6.4.2速度反饋校正(199)
6.5基于MATLAB設(shè)計系統(tǒng)校正(200)
本章小結(jié)(202)
習(xí)題(202)
第7章離散系統(tǒng)分析(205)
7.1離散控制系統(tǒng)概述(205)
7.1.1采樣控制系統(tǒng)與數(shù)字控制系統(tǒng)(205)
7.1.2A/D轉(zhuǎn)換器與D/A轉(zhuǎn)換器(206)
7.1.3離散控制系統(tǒng)的特點(208)
7.2信號的采樣與采樣定理(208)
7.2.1信號采樣(208)
7.2.2采樣定理(209)
7.2.3采樣的保持(211)
7.3離散控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型差分方程(212)
7.3.1線性常系數(shù)差分方程(213)
7.3.2差分方程的解法(214)
7.4離散控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(215)
7.4.1脈沖傳遞函數(shù)的定義與求解(216)
7.4.2脈沖傳遞函數(shù)的建立(217)
7.5離散控制系統(tǒng)分析(221)
7.5.1離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析(221)
7.5.2離散控制系統(tǒng)動態(tài)性能分析(224)
7.5.3離散控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析(226)
7.6基于MATLAB的離散系統(tǒng)分析與校正(228)
7.6.1連續(xù)系統(tǒng)的離散化(229)
7.6.2離散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)(229)
7.6.3離散系統(tǒng)的頻域響應(yīng)(230)
本章小結(jié)(231)
習(xí)題(232)
參考文獻(234)
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