《控制工程基礎與套用》是2020年電子工業出版社出版的圖書，作者是曾孟雄。
基本介紹
- 中文名：控制工程基礎與套用
- 作者：曾孟雄
- 類別：工業技術
- 出版社：北京大學出版社
- 出版時間：2020年
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787301316177
內容簡介,目 錄,作者簡介,
內容簡介
本書內容包括機械工程控制基礎的基本概念、系統的數學建模、控制系統的時域分析法、控制系統的頻域分析法、控制系統的設計與校正、離散控制系統初步、Matlab/Simulink在控制系統分析中的套用、機械工程控制系統案例分析等。本書可供機械工程類相關專業的本科、成人教育、函授生作為教材，也可供相關教師與工程技術人員作為參考書。
目 錄
第1章 緒論 （1）
1.1 機械工程控制概述 （1）
1.1.1 控制理論與機械工程控制 （1）
1.1.2 機械工程控制論的研究對象與任務 （2）
1.2 控制系統的分類及組成 （4）
1.2.1 控制系統的幾種分類 （4）
1.2.2 控制系統的基本組成 （7）
1.3 控制系統的基本要求 （9）
1.4 控制工程的發展與套用 （10）
1.4.1 自動控制的發展階段 （10）
1.4.2 控制理論在機械製造發展中的套用 （12）
1.5 本書的結構體系 （13）
本章小結 （13）
習題 （14）
第2章 控制系統的數學模型 （17）
2.1 系統的數學模型 （17）
2.1.1 系統的數學模型及分類 （17）
2.1.2 列寫系統數學模型的一般方法 （18）
2.2 系統的微分方程 （18）
2.2.1 列寫微分方程的一般步驟 （19）
2.2.2 典型系統的微分方程 （19）
2.3 系統的傳遞函式 （23）
2.3.1 傳遞函式的基本概念 （23）
2.3.2 系統的特徵方程、零點和極點及復域特徵 （24）
2.3.3 典型環節的傳遞函式 （25）
2.3.4 系統傳遞函式的幾個問題 （33）
2.4 系統的傳遞函式方框圖 （36）
2.4.1 控制系統數學模型圖形化的優點 （36）
2.4.2 方框圖的結構要素及建立 （36）
2.4.3 傳遞函式方框圖的等效變換 （41）
2.4.4 複雜傳遞函式方框圖化簡與直接列寫 （42）
2.4.5 輸入和干擾同時作用下的系統傳遞函式 （45）
2.5 MATLAB/Simulink在控制工程中的套用 （47）
2.5.1 MATLAB/Simulink軟體簡介 （47）
2.5.2 MATLAB工具箱及操作 （47）
2.5.3 Simulink模組庫及建模 （48）
2.5.4 數學模型的MATLAB/Simulink實現 （49）
本章小結 （51）
習題 （51）
第3章 控制系統的時域分析法 （55）
3.1 系統回響的構成和系統動態特性的時域特徵 （55）
3.1.1 時間回響及組成 （55）
3.1.2 典型輸入信號 （58）
3.2 控制系統時域動態性能分析 （60）
3.2.1 控制系統時域分析的基本方法及步驟 （60）
3.2.2 一階系統的時間回響 （61）
3.2.3 二階系統的時間回響 （63）
3.2.4 控制系統的時域性能指標及計算 （67）
3.2.5 高階系統的時域分析 （74）
3.3 控制系統穩定性時域分析 （77）
3.3.1 系統穩定性的概念 （77）
3.3.2 線性系統穩定性的充分必要條件 （78）
3.3.3 勞斯（Routh）穩定性判據 （79）
3.4 控制系統誤差時域分析及計算 （83）
3.4.1 系統的誤差與偏差 （83）
3.4.2 系統的穩態誤差與穩態偏差 （84）
3.4.3 系統的型次與偏差係數 （85）
3.4.4 擾動作用下的穩態誤差 （88）
3.4.5 提高系統穩態精度的措施 （89）
3.5 基於MATLAB/Simulink的時間回響分析 （91）
本章小結 （94）
習題 （94）
第4章 控制系統的頻域分析法 （99）
4.1 概述 （99）
4.1.1 頻率特性的基本概念 （100）
4.1.2 頻率特性的獲取及特點 （104）
4.1.3 對數頻率特性 （105）
4.2 典型環節及一般系統的頻率特性 （107）
4.3 頻率特性的性能指標 （117）
4.4 Nyquist和Bode穩定判據 （119）
4.4.1 輻角原理 （119）
4.4.2 Nyquist穩定判據 （120）
4.4.3 原點為開環極點時的Nyquist判據 （121）
4.4.4 根據Bode圖判斷系統的穩定性 （123）
4.5 控制系統的相對穩定性 （124）
4.6 基於MATLAB/Simulink的頻域分析 （127）
本章小結 （130）
習題 （130）
第5章 控制系統校正與工程設計 （133）
5.1 控制系統的設計與校正概述 （133）
5.1.1 校正的概念 （133）
5.1.2 校正的方式 （134）
5.1.3 校正裝置 （135）
5.2 控制系統的設計指標要求 （135）
5.2.1 控制系統時域、頻域性能指標及誤差準則 （135）
5.2.2 頻域性能指標與時域性能指標的關係 （138）
5.2.3 系統設計與校正的一般原則 （142）
5.3 串聯校正 （143）
5.3.1 相位超前校正 （143）
5.3.2 相位滯後校正 （147）
5.3.3 相位滯後-超前校正 （150）
5.4 並聯校正 （153）
5.4.1 反饋校正 （153）
5.4.2 順饋校正 （155）
5.5 PID校正 （155）
5.5.1 PID控制規律 （156）
5.5.2 PID控制器類型 （156）
5.5.3 PID控制器設計 （160）
5.6 基於MATLAB/Simulink的系統校正 （163）
5.6.1 控制系統的Bode圖校正 （163）
5.6.2 控制系統的PID校正 （166）
本章小結 （172）
習題 （172）
第6章 離散控制系統 （175）
6.1 離散控制系統概述 （175）
6.1.1 採樣控制系統與數字控制系統 （175）
6.1.2 A/D轉換器與D/A轉換器 （177）
6.1.3 離散控制系統的特點 （178）
6.2 信號採樣與採樣定理 （178）
6.2.1 信號採樣 （178）
6.2.2 採樣定理 （179）
6.2.3 採樣信號的保持 （181）
6.3 離散控制系統的數學模型——差分方程 （182）
6.3.1 線性常係數差分方程 （182）
6.3.2 差分方程的解法 （183）
6.4 離散控制系統的傳遞函式 （184）
6.4.1 脈衝傳遞函式的定義與求解 （184）
6.4.2 脈衝傳遞函式的建立 （185）
6.5 離散控制系統分析 （188）
6.5.1 離散控制系統穩定性分析 （188）
6.5.2 離散控制系統動態性能分析 （192）
6.5.3 離散控制系統穩態性能分析 （194）
6.6 基於MATLAB/Simulink的離散系統分析與校正 （196）
6.6.1 連續系統的離散化 （196）
6.6.2 離散系統的單位階躍回響 （197）
6.6.3 離散系統的頻域回響 （198）
本章小結 （199）
習題 （199）
第7章 控制技術在工程中的套用 （201）
7.1 控制系統職能原理框圖到傳遞函式框圖的轉化 （202）
7.2 數控交流伺服系統參數整定 （206）
7.3 控制技術在工業機器人中的套用 （212）
7.3.1 工業機器人控制系統的特點 （213）
7.3.2 工業機器人控制系統的主要功能 （213）
7.3.3 工業機器人控制系統的組成 （214）
7.3.4 工業機器人運動控制系統 （215）
本章小結 （217）
附錄A 主要符號說明 （218）
附錄B 拉氏變換法 （219）
B.1 拉氏變換的定義 （219）
B.2 典型函式的拉氏變換 （220）
B.3 拉氏變換的主要定理 （222）
B.4 拉氏逆變換 （224）
附錄C Z變換與Z逆變換 （228）
C.1 Z變換的定義 （228）
C.2 Z變換求法 （229）
C.3 Z變換的基本定理 （231）
C.4 Z逆變換 （232）
參考文獻 （234）
作者簡介
曾孟雄，1982年畢業於上海交通大學精密儀器專業，碩士，教授，機械製造及其自動化專業碩士生導師，中國機械工程學會會員，中國計量學會會員，三峽大學“151”人才學術骨幹。從事機械製造及其自動化的教學與科研工作，在機電系統控制、幾何量精度設計、虛擬儀器等領域或方向有所研究。
