《機械工程控制基礎》介紹控制理論的基本原理及基本知識,以及其在機械工程中的應用。內容包括機械工程控制的基本概念、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、控制系統的校正與工程設計、離散控制系統、MATLAB/Simulink在控制工程中的應用等,每章都備有學習要點、本章小結及習題。《普通高等教育機械類“十二五”規劃系列教材:機械工程控制基礎》力求簡明易懂,實用性強,可作為普通高等學校機械工程類專業,特別是機械設計制造及其自動化專業的本科、專科教材,也可供有關教師與工程技術人員作為參考資料。
第1章 緒論
1.1 機械工程控制概述
1.1.1 控制理論與機械工程控制
1.1.2 機械工程控制論的研究對象與任務
1.2 控制系統的分類及組成
1.2.1 控制系統的幾種分類
1.2.2 控制系統的基本組成
1.3 控制系統的基本要求
1.4 控制工程的發展與應用
1.4.1 自動控制的發展階段
1.4.2 控制理論在機械制造發展中的應用
1.5 本教材的結構體系
本章小結
習題
第2章 控制系統的數學模型
2.1 系統的數學模型
2.1.1 系統的數學模型及分類
2.1.2 列寫系統數學模型的一般方法
2.2 系統的微分方程
2.2.1 列寫微分方程的一般步驟
2.2.2 典型系統的微分方程
2.3 系統的傳遞函數
2.3.1 傳遞函數的基本概念
2.3.2 系統的特征方程、零點和極點及復域特征
2.3.3 典型環節的傳遞函數
2.3.4 系統傳遞函數的幾個問題
2.4 系統的傳遞函數方框圖
2.4.1 控制系統數學模型圖形化的優點
2.4.2 方框圖的結構要素及建立
2.4.3 傳遞函數方框圖的等效變換
2.4.4 復雜傳遞函數方框圖化簡與直接列寫
2.4.5 輸入和干擾同時作用下的系統傳遞函數
2.5 控制系統職能框圖到傳遞函數框圖的轉化
本章小結
習題
第3章 控制系統的時域分析法
3.1 系統響應的構成和系統動態特性的時域特征
3.1.1 時間響應及組成
3.1.2 典型輸入信號
3.2 控制系統時域動態性能分析
3.2.1 控制系統時域分析的基本方法及步驟
3.2.2 一階系統的時間響應
3.2.3 二階系統的時間響應
3.2.4 控制系統的時域性能指標及計算
3.2.5 高階系統的時域分析
3.3 控制系統穩定性時域分析
3.3.1 系統穩定性的概念
3.3.2 線性系統穩定性的充分必要條件
3.3.3 勞斯(Routh)穩定性判據
3.4 控制系統誤差時域分析及計算
3.4.1 系統的誤差與偏差
3.4.2 系統的穩態誤差與穩態偏差
3.4.3 系統的型次與偏差系數
3.4.4 擾動作用下的穩態誤差
3.4.5 提高系統穩態精度的措施
本章小結
習題
第4章 控制系統的頻域分析法
4.1 頻域特性的基本概念
4.1.1 頻率特性
4.1.2 對數頻率特性
4.2 典型環節及一般系統的頻率特性
4.3 頻率特性的性能指標
4.4 Nyquist和Bode穩定判據
4.4.1 幅角原理
4.4.2 Nyquist穩定判據
4.4.3 原點為開環極點時的Nyquist判據
4.4.4 根據Bode圖判斷系統的穩定性
4.5 控制系統的相對穩定性
本章小結
習題
第5章 控制系統校正與工程設計
5.1 控制系統的設計與校正概述
5.1.1 校正的概念
5.1.2 校正的方式
……
第6章 離散控制系統
第7章 MATLAB/Simulink在控制工程中的應用
附錄A 主要符號說明
附錄B Laplace變換法
附錄C Z變換與Z反變換