本書運用經典控制理論的線性理論部分知識,以自動調速系統為主線,著重敘述了自動控制系統的工作原理、自動調節過程等。內容包括:自動控制概論、控制系統的數學模型、控制系統的時域分析法、控制系統的頻域分析法、自動控制系統的校正、直流調速系統、直流脈寬調速系統、位置隨動系統、交流變頻調速系統等。
本書可作為高職高專電氣技術、電氣自動化等電氣類專業的主干課教材,也可供其它相近專業師生及有關工程技術人員參考。
第1章 自動控制系統概論
1.1概述
1.2自動控制系統的組成和術語
1.2.1自動控制的基本概念與組成
1.2.2系統術語
1.2.3自動控制系統的方塊圖表示
1.3自動控制系統的分類
1.3.1開環控制系統和閉環控制系統
1.3.2定值、隨動和程序控制系統
1.3.3線性和非線性控制系統
1.3.4連續和離散控制系統
1.3.5單變量和多變量控制系統
1.4自動控制系統示例
1.4.1溫度控制系統
1.4.2位置隨動系統
1.4.3自動調速系統
1.5對自動控制系統的基本要求
本章小結
習題1
第2章 控制系統的數學模型
2.1控制系統的微分方程
2.1.1控制系統微分方程的建立
2.1.2控制系統微分方程的求解
2.2傳遞函數
2.2.1傳遞函數的定義
2.2.2傳遞函數的求取
2.3控制系統的動態結構圖
2.3.1動態結構圖的組成與畫法
2.3.2動態結構圖的等效變換及化簡
2.3.3用公式法求傳遞函數
2.4典型環節的數學模型及階躍響應
2.4.1典型環節的數學模型
2.4.2典型環節的傳遞函數及階躍響應
2.5自動控制系統的傳遞函數
本章小結
習題2
第3章 控制系統的時域分析法
3.1概述
3.1.1典型輸入信號及其時間響應
3.1.2階躍響應的性能指標
3.2系統穩定性分析
3.2.1系統穩定性概念
3.2.2線性系統穩定的充分必要條件
3.2.3系統穩定性的代數判據
3.3一階系統動態性能分析
3.3.1一階系統的數學模型
3.3.2一階系統動態性能的時域分析
3.4二階系統動態性能分析
3.4.1二階系統的數學模型
3.4.2二階系統的穩定性分析
3.4.3二階系統動態性能的時域分析
3.5穩態性能的時域分析
3.5.1系統誤差與穩態誤差
3.5.2穩態誤差的計算
本章小結
習題3
第4章 控制系統的頻域分析法
4.1頻率特性的概念
4.1.1頻率特性的基本概念
4.1.2頻率特性與傳遞函數的關系
4.1.3頻率特性的性質
4.1.4頻率特性的圖形表示方法
4.2典型環節的伯德圖
4.2.1比例環節
4.2.2積分環節
4.2.3微分環節
4.2.4慣性環節
4.2.5比例微分環節
4.2.6振蕩環節
4.2.7一階不穩定環節
4.2.8最小相位系統的概念
4.3系統開環對數頻率特性曲線的繪制
4.3.1系統開環對數頻率特性曲線繪制的一般步驟
4.3.2開環對數頻率特性曲線繪制舉例
4.4系統穩定性的頻域分析
4.4.1對數頻率穩定判據
4.4.2穩定裕量
4.5動態性能的頻域分析
4.5.1三頻段的概念
4.5.2典型系統
本章小結
習題4
第5章 自動控制系統的校正
5.1常用校正裝置
5.1.1無源校正裝置
5.1.2有源校正裝置
5.2串聯校正
5.2.1串聯比例校正
5.2.2串聯比例微分校正
5.2.3串聯比例積分校正
5.2.4串聯比例積分微分校正
5.3反饋校正
5.4前饋控制的概念
5.5自動控制系統的一般設計方法
5.5.1自動控制系統設計的基本步驟
5.5.2系統固有部分頻率特性的簡化處理
5.5.3系統預期開環對數頻率特性的確定
本章小結
習題5
第6章 直流調速系統
6.1直流調速系統概述
6.1.1直流調速系統的基本概念
6.1.2直流調速方式
6.1.3晶閘管直流調速系統的開環機械特性
6.1.4直流調速系統的主要性能指標
6.2單閉環直流調速系統
6.2.1單閉環轉速有靜差調速系統
6.2.2單閉環轉速無靜差調速系統
6.2.3單閉環直流調速系統的限流保護(電流截止負反饋)
6.2.4其它單閉環調速系統
6.3雙閉環無靜差直流調速系統
6.3.1最佳過渡過程的基本概念
6.3.2轉速電流雙閉環直流調速系統的組成
6.3.3雙閉環直流調速系統的靜特性分析
6.3.4雙閉環調速系統的啟動過程
6.3.5雙閉環直流調速系統的典型參數計算
6.4可逆直流調速系統
6.4.1可逆運行的基本知識
6.4.2可逆系統的工作狀態
6.4.3可逆直流調速系統中的環流分析
6.4.4邏輯控制的無環流可逆調速系統
本章小結
習題6
第7章 直流脈寬調速系統
7.1直流脈寬調制電路的工作原理
7.1.1不可逆PWM變換器
7.1.2可逆PWM變換器
7.2脈寬調速系統的控制電路
7.2.1直流脈寬調制器
7.2.2邏輯延時電路
7.2.3基極驅動器和保護電路
7.2.4由PwM集成芯片組成的直流脈寬調速系統
7.2.5由單片機控制的直流脈寬調速系統
本章小結
習題7
第8章 位置隨動系統
8.1概述
8.2位置隨動系統的組成及工作原理
8.2.1位置檢測元件
8.2.2執行元件
8.2.3相敏整流與濾波電路
8.2.4放大電路一
8.3位置隨動系統的控制特點與實例分析
8.3.1系統組成原理圖
8.3.2系統組成框圖
8.3.3系統自動調節過程
本章小結
習題8
第9章 交流變頻調速系統
9.1交流變頻調速的基本概念
9.1.1交流調速系統簡介
9.1.2交流變頻調速的基本控制方式
9.1.3變頻調速系統的控制方法
9.2脈寬調制型變頻調速系統
9.2.1PwM型變頻器工作原理
9.2.2PwM型變頻調速系統的主電路
9.2.3PwM型變頻調速系統的控制電路
9.3數字式通用變頻器及其應用
9.3.1通用變頻器概況
9.3.2通用變頻器的選擇
9.3.3通用變頻器的運行
9.3.4通用變頻器應用實例
本章小結
習題9
參考文獻