普通高等教育機電類規劃教材·普通高等教育“十二五”規劃教材：控制工程基礎

基本介紹

• 書名：普通高等教育機電類規劃教材·普通高等教育"十二五"規劃教材:控制工程基礎
• 出版社：機械工業出版社
• 頁數：209頁
• 開本：16
• 定價：26.00
• 作者：曾勵
• 出版日期：2013年1月1日
• 語種：簡體中文
• ISBN：9787111406839
• 品牌：機械工業出版社

內容簡介

《普通高等教育機電類規劃教材·普通高等教育"十二五"規劃教材:控制工程基礎》共分八章，包括緒論、控制系統的數學模型、控制系統的時域分析、控制系統的頻率分析、控制系統的性能分析、控制系統的綜合校正、採樣控制系統分析基礎以及基於MATLAB的控制系統分析等內容。《普通高等教育機電類規劃教材·普通高等教育"十二五"規劃教材:控制工程基礎》在闡述上力求內容精簡，重點突出，淺顯易懂，並有創新，著眼點是系統性能分析和系統性能改進，而不是系統設計。因此，《普通高等教育機電類規劃教材·普通高等教育"十二五"規劃教材:控制工程基礎》除有意識將控制系統的穩定性、穩態誤差以及動態性性能等問題結合在各章節中介紹外，還將控制系統性能分析獨立成章。此外，《普通高等教育機電類規劃教材·普通高等教育"十二五"規劃教材:控制工程基礎》還以高性能的數值計算和可視化軟體MATLAB為工具，闡述了基於MATLAB的控制系統仿真分析。

圖書目錄

前言

第1章 緒論1

1.1 控制工程概述1

1.2 控制系統的結構2

1.2.1 開環控制系統2

1.2.2 閉環控制系統3

1.2.3 反饋控制系統的組成4

1.3 控制系統的基本類型6

1.3.1 按輸入信號的特徵分類6

1.3.2 按控制器的實現方式分類6

1.3.3 按有無誤差分類6

1.4 對控制系統的基本要求7

1.4.1 穩定性7

1.4.2 快速性7

1.4.3 準確性8

習題8

第2章 控制系統的數學模型10

2.1 控制系統的微分方程10

2.1.1 線性系統與非線性系統10

2.1.2 微分方程的建立12

2.1.3 微分方程的求解15

2.2 控制系統的傳遞函式16

2.2.1 傳遞函式的定義16

2.2.2 傳遞函式的特點17

2.2.3 傳遞函式的形式17

2.3 典型環節的傳遞函式18

2.3.1 比例環節18

2.3.2 微分環節19

2.3.3 積分環節21

2.3.4 慣性環節22

2.3.5 一階微分環節23

2.3.6 二階振盪環節23

2.3.7 二階微分環節25

2.3.8 延時環節25

2.4 控制系統的函式框圖模型26

2.4.1 控制系統的基本連線方式26

2.4.2 擾動作用下的閉環控制系統28

2.4.3 函式框圖的繪製29

2.4.4 函式框圖的簡化30

2.5 典型系統的數學模型分析33

2.5.1 機械系統33

2.5.2 電氣系統34

2.5.3 機、電、液系統35

習題36

第3章 控制系統的時域分析39

3.1 控制系統的瞬態回響39

3.1.1 典型輸入信號39

3.1.2 時間回響及其組成42

3.1.3 控制系統的時域性能指標43

3.2 一階系統的數學模型及時間回響44

3.2.1 一階系統的數學模型44

3.2.2 一階系統的時間回響45

3.3 二階系統的數學模型、時間回響及時域性能指標49

3.3.1 二階系統的數學模型49

3.3.2 二階系統的時間回響52

3.3.3 二階系統的時域性能指標55

3.4 高階系統的時間回響及性能分析59

3.4.1 高階系統的時間回響59

3.4.2 高階系統的性能分析61

習題64

第4章 控制系統的頻域分析67

4.1 頻率特性的基本概念67

4.1.1 頻率回響67

4.1.2 頻率特性及其求取方法68

4.1.3 頻率特性的圖形表示法69

4.2 典型環節的頻率特性71

4.2.1 比例環節71

4.2.2 積分環節和微分環節71

4.2.3 慣性環節和一階微分環節73

4.2.4 二階振盪環節和二階微分環節75

4.2.5 延時環節78

4.3 控制系統的開環頻率特性79

4.3.1 系統的開環極坐標圖79

4.3.2 系統的開環Bode圖87

4.4 系統的閉環頻率特性91

4.4.1 系統的閉環頻率特性圖91

4.4.2 由開環頻率特性估計閉環頻率特性91

4.4.3 系統的閉環頻域性能指標92

習題94

第5章 控制系統的性能分析97

5.1 控制系統的穩定性分析97

5.1.1 控制系統穩定性的基本概念97

5.1.2 代數穩定性判據99

5.1.3 頻域判據105

5.1.4 控制系統的相對穩定性分析111

5.2 控制系統的誤差分析117

5.2.1 系統誤差和誤差傳遞函式118

5.2.2 系統靜態誤差分析與計算120

5.2.3 系統動態誤差分析與計算127

5.2.4 開環特性與穩態誤差的關係129

5.3 控制系統的動態性能分析131

5.3.1 動態性能與開環頻率特性的關係131

5.3.2 動態性能與閉環頻率特性的關係133

習題135

第6章 控制系統的綜合校正140

6.1 控制系統校正概述140

6.2 控制系統的串聯校正141

6.2.1 相位超前校正141

6.2.2 相位滯後校正145

6.2.3 滯後超前校正148

6.2.4 PID校正151

6.3 控制系統的並聯校正154

6.3.1 反饋校正154

6.3.2 順饋校正155

習題156

第7章 採樣控制系統分析基礎158

7.1 概述158

7.2 信號的採樣與復原159

7.2.1 信號的採樣159

7.2.2 信號的復原161

7.3 採樣控制系統的Z變換與Z反變換162

7.3.1 Z變換的定義162

7.3.2 Z變換的性質164

7.3.3 Z反變換165

7.4 線性採樣控制系統的差分方程167

7.4.1 差分方程的數學描述167

7.4.2 差分方程的求解168

7.5 採樣控制系統的脈衝傳遞函式169

7.5.1 脈衝傳遞函式概述169

7.5.2 脈衝傳遞函式的求解方法170

7.5.3 脈衝傳遞函式的連線方式170

7.5.4 閉環系統的脈衝傳遞函式171

7.6 採樣控制系統的性能分析172

7.6.1 採樣控制系統的穩定性分析172

7.6.2 採樣控制系統的穩態誤差174

7.6.3 採樣控制系統的動態性能分析175

習題176

第8章 基於MATLAB的控制系統分析178

8.1 MATLAB語言簡介178

8.1.1 基本操作及命令178

8.1.2 MATLAB函式179

8.1.3 繪製回響曲線181

8.1.4 MATLAB語言的在線上幫助功能182

8.2 控制系統數學模型的MATLAB描述183

8.2.1 連續系統數學模型的MATLAB描述183

8.2.2 離散系統數學模型的MATLAB描述186

8.2.3 各種數學模型之間的轉換186

8.2.4 控制系統的模型建立187

8.2.5 Simulink建模方法187

8.3 控制系統的性能分析189

8.3.1 控制系統的時域分析189

8.3.2 控制系統的頻域分析192

8.3.3 控制系統的穩定性分析194

8.4 控制系統的校正課程設計實例196

習題198

附錄 拉普拉斯變換200

參考文獻209

文摘

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