《機械工程控制基礎/普通高等院校“十二五”規劃教材·普通高等院校機電工程類規劃教材》根據應用型本科辦學的定位,為適應機械類專業的教學需要而編寫。《機械工程控制基礎/普通高等院校“十二五”規劃教材·普通高等院校機電工程類規劃教材》講述了機械工程控制的基本原理、分析和綜合方法及其在機械工程中的實際應用,主要包括以下內容:機械工程控制的基本概念、研究對象和任務;機電系統數學模型的基本概念及建立方法,拉氏變換的應用,傳遞函數與方框圖的求取、簡化與演算等;典型機電系統的時域分析方法、性能指標以及系統誤差分析方法;機電系統的頻域分析方法;判別線性系統穩定性的基本概念和常用判據;系統的綜合與校正的常用方法;根軌跡分析法等。
《機械工程控制基礎/普通高等院校“十二五”規劃教材·普通高等院校機電工程類規劃教材》適用于普通高等院校機械類相關專業,既可作為教材使用,也可供相關技術人員作為參考書。
隨著新技術的發展,學生學習的課程種類和數量不斷增加,而各門課程的學時卻不斷縮減,造成學生理論學習不深不透,工程應用能力不被重視的現狀。本書根據應用型本科辦學的定位,為適應機械類專業的教學需要而編寫。
本書的特色和價值:
(1) 在教材內容的組織上循序漸進、逐步深化、通俗易懂、概念明晰,強調基本概念的理解及其相互聯系,盡量避免高深的數學推導;
(2) 側重應用,緊密結合機械工程實際,通過實際機電系統中應用的實例講述機械工程控制的基本概念和分析方法,易教易學;
(3) 采用Matlab語言作為輔助工具,以便于讀者學習用計算機進行控制系統的仿真與輔助設計,有助于增強學習效果;
(4) 定位準確,突出實用性,以滿足普通高等院校機械專業本科生的教學要求。
本書由內蒙古科技大學的譚心、尹明、鐘金豹、張文興和邢靜宜編寫,其中譚心編寫第1、5章,尹明編寫第4章,鐘金豹編寫第6、7章,張文興編寫第2章,邢靜宜編寫第3章。全書由譚心統稿,內蒙古科技大學王建國教授主審。
本書在編寫過程中,受到內蒙古科技大學教材立項建設基金的資助,并得到了許多老師的幫助,在此一并表示感謝。
由于編者水平有限,書中難免存在缺點和錯誤,敬請廣大讀者批評指正。
編者
2013年6月
第1章 緒論
1.1 概述
1.2 自動控制系統的分類及基本要求
1.2.1 自動控制系統的分類
1.2.2 自動控制系統的基本要求
1.3 反饋控制系統的基本組成
1.4 機械控制工程的研究對象
1.5 控制理論的發展
1.6 課程的主要內容
1.7 生活中的幾個實例
小結
習題
第2章 系統的數學模型
2.1 系統的微分方程
2.1.1 線性微分方程
第1章 緒論
1.1 概述
1.2 自動控制系統的分類及基本要求
1.2.1 自動控制系統的分類
1.2.2 自動控制系統的基本要求
1.3 反饋控制系統的基本組成
1.4 機械控制工程的研究對象
1.5 控制理論的發展
1.6 課程的主要內容
1.7 生活中的幾個實例
小結
習題
第2章 系統的數學模型
2.1 系統的微分方程
2.1.1 線性微分方程
2.1.2 建立微分方程的步驟和方法
2.1.3 非線性微分方程的線性化處理
2.2 拉普拉斯變換與反變換
2.2.1 拉氏變換的定義
2.2.2 典型函數的拉氏變換
2.2.3 拉氏變換的基本定理
2.2.4 拉氏反變換
2.2.5 用拉氏變換與反變換求解常系數線性微分方程
2.3 傳遞函數
2.3.1 傳遞函數的定義
2.3.2 傳遞函數的零點與極點
2.3.3 典型環節的傳遞函數
2.4 系統的傳遞函數方框圖及其簡化
2.5 反饋控制系統的傳遞函數
2.6 相似原理
2.7 工程中典型機電液系統傳遞函數的建立
2.8 數學模型的Matlab描述
習題
第3章 系統的時域分析
3.1 時域響應及典型輸入信號
3.1.1 時域響應
3.1.2 典型輸入信號
3.2 -階系統的時域響應
3.2.1 -階系統的單位階躍響應
3.2.2 -階系統的單位脈沖響應
3.2.3 -階系統的單位斜坡響應
3.3 二階系統的時域響應
3.3.1 典型二階系統的數學模型
3.3.2 二階系統的單位階躍響應
3.3.3 二階系統的單位脈沖響應
3.4 瞬態響應的性能指標
3.5 高階系統的時域響應
3.5.1 高階系統的時間響應分析
3.5.2 高階系統的簡化
3.6 控制系統的誤差分析與計算
3.6.1 穩態誤差的基本概念
3.6.2 輸入引起的穩態誤差
3.6.3 干擾引起的穩態誤差
3.6.4 減少系統誤差的途徑
3.7 用Matlab分析時域響應
3.8 實例分析
習題
第4章 控制系統的頻率特性分析
4.1 頻率特性的基本概念
4.1.1 頻率響應與頻率特性
4.1.2 頻率特性的求取方法
4.2 頻率特性的極坐標圖
4.2.1 極坐標圖的基本概念
4.2.2 典型環節的極坐標圖
4.2.3 極坐標圖的一般畫法
4.3 頻率特性的對數坐標圖
4.3.1 對數坐標圖的基本概念
4.3.2 典型環節的對數坐標圖
4.3.3 對數坐標圖的一般畫法
4.3.4 用幅頻特性曲線求系統傳遞函數
4.4 頻率特性的特征量
……
第5章 系統的穩定性分析
第6章 系統的性能分析與校正
第7章 根軌跡法
參考文獻