定 價:35 元
叢書名: 普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材
- 作者:王潔
- 出版時間:2018/2/1
- ISBN:9787111578567
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:G711-53
- 頁碼:220
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
本書系統闡述了經典控制理論的基本原理及其在機械工程自動控制系統中的應用。全書共11章,主要介紹了機械工程控制系統的基本概念、拉普拉斯變換、控制系統的數學模型;分析了線性時不變系統的時間響應、頻率特性、穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)誤差及根軌跡;闡述了系統的設計校正方法、控制理論的MATLAB分析方法,并用兩個機械系統實例說明控制理論在機械工程中的實際應用。
控制概念的萌生和控制理論的應用始于機械工程,隨著科學技術的進步與發(fā)展,控制理論在機械工業(yè)的應用越來越廣泛、越來越深入?刂评碚撎峁┑霓q證方法,使人們從整體上來認識和分析機械系統,并改進機械系統,以滿足生產實際的需要。
控制理論中運用了大量的數學知識,使很多學生在學習過程中感到抽象和難以理解,影響了學習興趣和學習效果;同時因為抽象,也很難將控制理論與工程實際聯系起來。本書將從以下幾個方面解決這些問題:(1)淡化數學推證從直觀的物理概念出發(fā)分析問題、解決問題,不苛求嚴格的數學推證,突出方法論。
(2)突出系統性系統闡述經典控制理論的主要內容,力求完整、系統,強調各知識點之間的內在聯系和相互銜接。
(3)強調實用性在講解每個知識點后,列舉多個例題,力求全面,并附有思考題與習題,鞏固所學知識,使學生在了解基本概念和基本知識的前提下,掌握基本方法。
(4)突出工程背景列舉了兩個機械工程實例,從系統建模、時域分析、頻域分析到根軌跡、系統校正,使理論與實際緊密結合,增加教材的針對性和實用性。
(5)增強先進性專門用一章介紹控制系統的MATLAB分析方法,使學生能使用先進的方法和手段完成控制系統的分析與應用。
本書共11章,包括:緒論、拉普拉斯變換、控制系統的數學模型、控制系統的時間響應、控制系統的誤差分析、控制系統的頻域分析、控制系統的穩(wěn)定性、控制系統的根軌跡分析、控制系統的綜合與校正、控制系統的MATLAB分析、機械工程控制理論在工程實際中的應用。本書可按32~56學時編排教學內容。
本書由王潔和劉慧芳擔任主編,梁全和高翼飛擔任副主編。參加編寫的人員還有:孟新宇、王劍、謝群和欽蘭云。全書由王潔修改定稿。
由于編者水平有限,書中難免有疏漏和不足之處,懇請讀者批評指正。
編者
前 言
第1 章 緒論 1
1. 1 控制理論的發(fā)展與應用 1
1. 2 控制系統的基本結構和工作原理 3
1. 3 自動控制的基本方式 5
1. 4 對控制系統的基本要求 9
思考題與習題 10
第2 章 拉普拉斯變換 12
2. 1 復數和復變函數 12
2. 2 拉普拉斯變換簡介 13
2. 3 典型時間函數的拉普拉斯變換 16
2. 4 拉普拉斯反變換 18
2. 5 拉普拉斯變換在工程中的應用 21
思考題與習題 22
第3 章 控制系統的數學模型 23
3. 1 系統的微分方程 23
3. 2 系統的傳遞函數 31
3. 3 系統框圖及其簡化 40
3. 4 系統信號流圖及梅森公式 48
3. 5 相似原理 52
思考題與習題 54
第4 章 控制系統的時間響應 60
4. 1 時間響應的組成及主要性能指標 60
4. 2 一階系統時域分析 63
4. 3 二階系統時域分析 67
4. 4 二階系統的性能指標 72
4. 5 高階系統時域分析 75
思考題與習題 77
第5 章 控制系統的誤差分析 80
5. 1 穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念 80
5. 2 與輸入有關的穩(wěn)態(tài)偏差 82
思考題與習題 90
第6 章 控制系統的頻域分析 94
6. 1 頻率特性概述 94
6. 2 頻率特性的極坐標圖 99
6. 3 頻率特性的對數坐標圖 105
6. 4 頻域性能指標 113
6. 5 最小相位系統 114
思考題與習題 116
第7 章 控制系統的穩(wěn)定性 118
7. 1 系統穩(wěn)定性的基本概念及穩(wěn)定條件 118
7. 2 代數穩(wěn)定性判據 119
7. 3 幾何穩(wěn)定性判據 126
7. 4 系統的相對穩(wěn)定性 135
思考題與習題 137
第8 章 控制系統的根軌跡分析 140
8. 1 根軌跡概述 140
8. 2 根軌跡的繪制方法 142
8. 3 利用根軌跡法進行系統性能分析 149
思考題與習題 149
第9 章 控制系統的綜合與校正 151
9. 1 概述 151
9. 2 控制系統的串聯校正 152
9. 3 PID 校正 169
9. 4 并聯校正 175
思考題與習題 181
第10 章 控制系統的MATLAB 分析 183
10. 1 控制系統數學模型的MATLAB
描述 183
10. 2 時間響應MATLAB 分析 188
10. 3 頻率特性MATLAB 分析 194
10. 4 穩(wěn)定性MATLAB 分析 196
10. 5 根軌跡MATLAB 分析 198
10. 6 系統校正MATLAB 分析 201
思考題與習題 203
第11 章 機械工程控制理論在工程
實際中的應用 205
11. 1 數控機床直線運動工作臺位置
控制系統 205
11. 2 閥控對稱液壓缸位置閉環(huán)控制
系統 211
思考題與習題 219
參考文獻 220