定 價(jià):26 元
叢書名:普通高等教育機(jī)電類規(guī)劃教材
- 作者:曾勵(lì) 編
- 出版時(shí)間:2013/1/1
- ISBN:9787111406839
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP13
- 頁(yè)碼:208
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《控制工程基礎(chǔ)》以分析控制系統(tǒng)性能為目的,總結(jié)了近年來(lái)教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn),并借鑒了國(guó)內(nèi)外同類優(yōu)秀教材編撰而成。書中以大量機(jī)電系統(tǒng)的實(shí)際例子滲透于各個(gè)章節(jié),使學(xué)習(xí)者掌握控制工程在工程實(shí)際中的應(yīng)用。
全書共分八章,主要包括緒論、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、控制系統(tǒng)的時(shí)域分析、控制系統(tǒng)的頻域分析、控制系統(tǒng)的性能分析、控制系統(tǒng)的綜合校正、采樣控制系統(tǒng)分析基礎(chǔ)、基于MATLAB的控制系統(tǒng)分析。書中每章均有一定數(shù)量的典型例題和習(xí)題,便于讀者學(xué)習(xí)和鞏固所學(xué)知識(shí)。
《控制工程基礎(chǔ)》主要面向機(jī)電類專業(yè)的“控制工程基礎(chǔ)”本科生教學(xué),也可供工程技術(shù)人員參考。對(duì)于?粕蜕賹W(xué)時(shí)專業(yè)可適當(dāng)調(diào)整學(xué)時(shí)數(shù)。讀者通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí),不僅能掌握經(jīng)典控制理論的基本分析和綜合方法,而且基本能應(yīng)用MATLAB軟件分析和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。
控制工程是研究“控制理論”在實(shí)際工程中應(yīng)用的科學(xué)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,控制工程在信息學(xué)科、機(jī)械學(xué)科以及電氣學(xué)科等相關(guān)學(xué)科得到了廣泛的應(yīng)用。在此背景下,我們編寫了本書。學(xué)習(xí)者通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí),不僅能掌握工程實(shí)際中經(jīng)典控制系統(tǒng)的分析和綜合的基本方法,而且在使用計(jì)算機(jī)輔助工具——MATLAB對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行
分析和設(shè)計(jì)的能力方面也會(huì)有所提高。
全書共分八章,包括緒論、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、控制系統(tǒng)的時(shí)域分析、控制系統(tǒng)的頻率分析、控制系統(tǒng)的性能分析、控制系統(tǒng)的綜合校正、采樣控制系統(tǒng)分析基礎(chǔ)以及基于MATLAB的控制系統(tǒng)分析等內(nèi)容。本書在闡述上力求內(nèi)容精簡(jiǎn),重點(diǎn)突出,淺顯易懂,并有創(chuàng)新,著眼點(diǎn)是系統(tǒng)性能分析和系統(tǒng)性能改進(jìn),而不是系統(tǒng)設(shè)計(jì)。因此,本書除有意識(shí)將控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)誤差以及動(dòng)態(tài)性性能等問題結(jié)合在各章節(jié)中介紹外,還將控制系統(tǒng)性能分析獨(dú)立成章。此外,本書還以高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化軟件MATLAB為工具,闡述了基MATLAB的控制系統(tǒng)仿真分析。
本書由曾勵(lì)任主編,陳飛、張帆、孫進(jìn)任副主編,第1章、第8章由孫進(jìn)編寫,第2章由陳飛編寫,第3章、第4章、第5章、第6章由曾勵(lì)編寫,第7章由張帆編寫,附錄由陳秋月編寫,其他參加編寫的還有徐正杰、胡道天、楊艷能,全書由曾勵(lì)修改并統(tǒng)稿。
本書在編寫過程中得到了揚(yáng)州大學(xué)出版基金的資助,并參考了許多同類教材和著作,在此對(duì)有關(guān)人員表示深深的謝意。限于編者的水平,書中錯(cuò)誤及疏漏之處在所難免,懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
編 者
前言
第1章 緒論
1.1 控制工程概述
1.2 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
1.2.1 開環(huán)控制系統(tǒng)
1.2.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)
1.2.3 反饋控制系統(tǒng)的組成
1.3 控制系統(tǒng)的基本類型
1.3.1 按輸入信號(hào)的特征分類
1.3.2 按控制器的實(shí)現(xiàn)方式分類
1.3.3 按有無(wú)誤差分類
1.4 對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求
1.4.1 穩(wěn)定性
1.4.2 快速性
1.4.3 準(zhǔn)確性
習(xí)題
第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.1 控制系統(tǒng)的微分方程
2.1.1 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)
2.1.2 微分方程的建立
2.1.3 微分方程的求解
2.2 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
2.2.1 傳遞函數(shù)的定義
2.2.2 傳遞函數(shù)的特點(diǎn)
2.2.3 傳遞函數(shù)的形式
2.3 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)
2.3.1 比例環(huán)節(jié)
2.3.2 微分環(huán)節(jié)
2.3.3 積分環(huán)節(jié)
2.3.4 慣性環(huán)節(jié)
2.3.5 一階微分環(huán)節(jié)
2.3.6 二階振蕩環(huán)節(jié)
2.3.7 二階微分環(huán)節(jié)
2.3.8 延時(shí)環(huán)節(jié)
2.4 控制系統(tǒng)的函數(shù)框圖模型
2.4.1 控制系統(tǒng)的基本連接方式
2.4.2 擾動(dòng)作用下的閉環(huán)控制系統(tǒng)
2.4.3 函數(shù)框圖的繪制
2.4.4 函數(shù)框圖的簡(jiǎn)化
2.5 典型系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分析
2.5.1 機(jī)械系統(tǒng)
2.5.2 電氣系統(tǒng)
2.5.3 機(jī)、電、液系統(tǒng)
習(xí)題
第3章 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析
3.1 控制系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)
3.1.1 典型輸入信號(hào)
3.1.2 時(shí)間響應(yīng)及其組成
3.1.3 控制系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)
3.2 一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及時(shí)間響應(yīng)
3.2.1 一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
3.2.2 一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)
3.3 二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、時(shí)間響應(yīng)及時(shí)
域性能指標(biāo)
3.3.1 二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
3.3.2 二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)
3.3.3 二階系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)
3.4 高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)及性能分析
3.4.1 高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)
3.4.2 高階系統(tǒng)的性能分析
習(xí)題
第4章 控制系統(tǒng)的頻域分析
4.1 頻率特性的基本概念
4.1.1 頻率響應(yīng)
4.1.2 頻率特性及其求取方法
4.1.3 頻率特性的圖形表示法
4.2 典型環(huán)節(jié)的頻率特性
4.2.1 比例環(huán)節(jié)
4.2.2 積分環(huán)節(jié)和微分環(huán)節(jié)
4.2.3 慣性環(huán)節(jié)和一階微分環(huán)節(jié)
4.2.4 二階振蕩環(huán)節(jié)和二階微分環(huán)節(jié)
4.2.5 延時(shí)環(huán)節(jié)
4.3 控制系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性
4.3.1 系統(tǒng)的開環(huán)極坐標(biāo)圖
4.3.2 系統(tǒng)的開環(huán)Bode圖
4.4 系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性
4.4.1 系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性圖
4.4.2 由開環(huán)頻率特性估計(jì)閉環(huán)頻率
特性
4.4.3 系統(tǒng)的閉環(huán)頻域性能指標(biāo)
習(xí)題
第5章 控制系統(tǒng)的性能分析
5.1 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
5.1.1 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念
5.1.2 代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)
5.1.3 頻域判據(jù)
5.1.4 控制系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性分析
5.2 控制系統(tǒng)的誤差分析
5.2.1 系統(tǒng)誤差和誤差傳遞函數(shù)
5.2.2 系統(tǒng)靜態(tài)誤差分析與計(jì)算
5.2.3 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差分析與計(jì)算
5.2.4 開環(huán)特性與穩(wěn)態(tài)誤差的關(guān)系
5.3 控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析
5.3.1 動(dòng)態(tài)性能與開環(huán)頻率特性的
關(guān)系
5.3.2 動(dòng)態(tài)性能與閉環(huán)頻率特性的
關(guān)系
習(xí)題
第6章 控制系統(tǒng)的綜合校正
6.1 控制系統(tǒng)校正概述
6.2 控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正
6.2.1 相位超前校正
6.2.2 相位滯后校正
6.2.3 滯后?超前校正
6.2.4 PID校正
6.3 控制系統(tǒng)的并聯(lián)校正
6.3.1 反饋校正
6.3.2 順饋校正
習(xí)題
第7章 采樣控制系統(tǒng)分析基礎(chǔ)
7.1 概述
7.2 信號(hào)的采樣與復(fù)原
7.2.1 信號(hào)的采樣
7.2.2 信號(hào)的復(fù)原
7.3 采樣控制系統(tǒng)的Z變換與Z反變換
7.3.1 Z變換的定義
7.3.2 Z變換的性質(zhì)
7.3.3 Z反變換
7.4 線性采樣控制系統(tǒng)的差分方程
7.4.1 差分方程的數(shù)學(xué)描述
7.4.2 差分方程的求解
7.5 采樣控制系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)
7.5.1 脈沖傳遞函數(shù)概述
7.5.2 脈沖傳遞函數(shù)的求解方法
7.5.3 脈沖傳遞函數(shù)的連接方式
7.5.4 閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)
7.6 采樣控制系統(tǒng)的性能分析
7.6.1 采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
7.6.2 采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差
7.6.3 采樣控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析
習(xí)題
第8章 基于MATLAB的控制系統(tǒng)
分析
8.1 MATLAB語(yǔ)言簡(jiǎn)介
8.1.1 基本操作及命令
8.1.2 MATLAB函數(shù)
8.1.3 繪制響應(yīng)曲線
8.1.4 MATLAB語(yǔ)言的聯(lián)機(jī)幫助功能
8.2 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的MATLAB描述
8.2.1 連續(xù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的MATLAB
描述
8.2.2 離散系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的MATLAB
描述
8.2.3 各種數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換
8.2.4 控制系統(tǒng)的模型建立
8.2.5 Simulink建模方法
8.3 控制系統(tǒng)的性能分析
8.3.1 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析
8.3.2 控制系統(tǒng)的頻域分析
8.3.3 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
8.4 控制系統(tǒng)的校正課程設(shè)計(jì)實(shí)例
習(xí)題
附錄拉普拉斯變換
參考文獻(xiàn)