機(jī)械控制工程是利用控制論的理論與方法解決機(jī)械工程實際問題的一門技術(shù)學(xué)科,《機(jī)械控制工程基礎(chǔ)/中國機(jī)械工程學(xué)科教程配套系列教材》所論述內(nèi)容主要涉及機(jī)械控制工程的基本理論與方法。學(xué)習(xí)內(nèi)容主要包括:
緒論、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及傳遞函數(shù)、
控制系統(tǒng)的時域分析、
控制系統(tǒng)的頻率特性分析、
系統(tǒng)的穩(wěn)定性、
控制系統(tǒng)的綜合與校正。
機(jī)械控制工程是利用控制論的理論與方法解決機(jī)械工程實際問題的一門技術(shù)學(xué)科!稒C(jī)械工程控制基礎(chǔ)》作為機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)理論基礎(chǔ)課,主要涉及機(jī)械控制工程的基本理論與方法。為滿足工程型人才培養(yǎng)的需要,結(jié)合卓越工程師培養(yǎng)的理念,本書除了介紹機(jī)械控制工程的基礎(chǔ)理論外,還將重點介紹這些理論方法在工程實際中的應(yīng)用方法。本書將通過大量的工程實例,說明機(jī)械控制理論在工程實際中的應(yīng)用情況,例如校正控制在電機(jī)控制性能改善方面的應(yīng)用等,所有實例都來源于工程實例。另外,為了使學(xué)生掌握控制理論的應(yīng)用技能,教材還將補(bǔ)充有關(guān)控制對象建模方法以及控制對象性能測試方法的內(nèi)容。通過這些內(nèi)容介紹,讓學(xué)生系統(tǒng)地了解機(jī)械控制理論的應(yīng)用方法。
本書在編寫中力求保持內(nèi)容的完整性和系統(tǒng)性。第1章緒論,主要概要介紹機(jī)械工程控制論; 第2章系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及傳遞函數(shù),主要介紹適用于單輸入單輸出線性定常系統(tǒng)動態(tài)特性描述的傳遞函數(shù)的概念以及數(shù)學(xué)模型的建立方法; 第3章控制系統(tǒng)的時域分析,主要介紹如何利用所描述系統(tǒng)的微分方程式或傳遞函數(shù),分析系統(tǒng)的輸出量隨時間的變化規(guī)律,并由此來確定系統(tǒng)的性能; 第4章控制系統(tǒng)的頻率特性分析,主要介紹頻率特性的概念,重點講述典型環(huán)節(jié)的頻率特性及系統(tǒng)頻率特性的極坐標(biāo)圖和對數(shù)坐標(biāo)圖的繪制,以及如何利用頻率特性分析閉環(huán)系統(tǒng)性能; 第5章系統(tǒng)的穩(wěn)定性,主要介紹判定系統(tǒng)是否穩(wěn)定的方法以及評價系統(tǒng)穩(wěn)定程度的指標(biāo); 第6章控制系統(tǒng)的綜合與校正,主要介紹系統(tǒng)的綜合與校正所要解決的問題對象,以及在預(yù)先規(guī)定了系統(tǒng)的各項性能指標(biāo)情況下,如何選擇適當(dāng)?shù)沫h(huán)節(jié)和參數(shù)使系統(tǒng)滿足這些性能指標(biāo)要求。本書適于機(jī)械工程類專業(yè)的本科生使用。
本書由上海理工大學(xué)李郝林主編并統(tǒng)稿。其中第1章、第2章以及第3章由李郝林編寫; 第4章由姜晨編寫; 第5章由陳光勝編寫; 第6章由林獻(xiàn)坤編寫。
由于編者水平所限,書中可能存在誤漏欠妥之處,竭誠歡迎讀者批評指正。
編者
2014年4月于上海
第1章 緒論
1.1 機(jī)械控制工程的研究對象與任務(wù)
1.2 控制的方法
1.3 自動控制系統(tǒng)的幾種分類
1.4 對控制系統(tǒng)性能的基本要求
1.5 機(jī)械工程系統(tǒng)中典型的幾個控制問題
1.6 本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容及其知識所能夠解決的問題
第2章 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及傳遞函數(shù)
2.1 微分方程
2.2 傳遞函數(shù)
2.3 傳遞函數(shù)的典型環(huán)節(jié)
2.4 控制系統(tǒng)的方塊圖及其變換
2.5 傳遞函數(shù)的實驗建模方法
習(xí)題
第3章 控制系統(tǒng)的時域分析 第1章 緒論
1.1 機(jī)械控制工程的研究對象與任務(wù)
1.2 控制的方法
1.3 自動控制系統(tǒng)的幾種分類
1.4 對控制系統(tǒng)性能的基本要求
1.5 機(jī)械工程系統(tǒng)中典型的幾個控制問題
1.6 本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容及其知識所能夠解決的問題
第2章 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及傳遞函數(shù)
2.1 微分方程
2.2 傳遞函數(shù)
2.3 傳遞函數(shù)的典型環(huán)節(jié)
2.4 控制系統(tǒng)的方塊圖及其變換
2.5 傳遞函數(shù)的實驗建模方法
習(xí)題
第3章 控制系統(tǒng)的時域分析
3.1 時間響應(yīng)的概念
3.2 典型輸入信號
3.3 時間響應(yīng)
3.4 穩(wěn)態(tài)誤差分析與計算
3.5 傳遞函數(shù)辨識的時域法
3.6 工程案例分析
習(xí)題
第4章 控制系統(tǒng)的頻率特性分析
4.1 頻率特性的基本概念
4.2 典型環(huán)節(jié)的頻率特性
4.3 系統(tǒng)的對數(shù)頻率特性
4.4 頻域性能指標(biāo)及其與時域性能指標(biāo)間的關(guān)系
4.5 頻率實驗法估計系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
4.6 工程案例分析
習(xí)題
第5章 系統(tǒng)的穩(wěn)定性
5.1 系統(tǒng)穩(wěn)定的條件
5.2 勞斯?胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)
5.3 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)
5.4 穩(wěn)定性裕量
5.5 根軌跡簡介
5.6 工程案例分析
習(xí)題
第6章 控制系統(tǒng)的綜合與校正
6.1 概述
6.2 系統(tǒng)的串聯(lián)校正
6.3 系統(tǒng)的反饋校正
6.4 系統(tǒng)的PID校正
6.5 工程案例分析
習(xí)題
參考文獻(xiàn)