機械工程控制基礎(2018年華中科技大學出版社出版的圖書)

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《機械工程控制基礎》是2018年華中科技大學出版社出版的圖書。

基本介紹

  • 中文名:機械工程控制基礎
  • 出版時間:2018年9月1日
  • 出版社:華中科技大學出版社
  • ISBN:9787568044547
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

本書是根據本科機械專業人才培養目標,總結近年來的教學改革與實踐,參考經典控制理論資料編寫而成的。內容包括機械工程控制的基本概念、系統的數學模型、時間回響分析、頻率特性分析、系統的穩定性分析、系統的性能指標與校正、離散系統分析等,並配例題講解、MATLAB運用於系統的分析解題示例及習題,可以更好地幫助讀者理解相關內容。本書可供本科院校的機械工程類專業,特別是機械設計製造、自動化、機電類專業等作為教材使用,也可供相關工程技術人員參考。

圖書目錄

第1章緒論(1)
1.1概述(1)
1.2控制系統的分類(2)
1.2.1研究對象與任務(2)
1.2.2系統的分類(4)
1.2.3系統及其模型(6)
1.3控制系統的基本原理(8)
1.3.1自動控制理論(8)
1.3.2反饋控制理論(9)
1.3.3反饋控制系統的組成(9)
1.3.4控制系統的基本要求(11)
1.4控制系統的示例(11)
1.5控制系統的分析與設計工具(12)
1.5.1MATLAB概述(12)
1.5.2控制系統工具箱(12)
1.5.3MATLAB輔助分析與設計(13)
本章小結(17)
習題(17)
第2章控制系統的數學模型(18)
2.1傅立葉變換與拉普拉斯變換(18)
2.1.1傅立葉變換(18)
2.1.2拉普拉斯變換(20)
2.2控制系統的微分方程(31)
2.2.1概述(31)
2.2.2列寫微分方程的一般方法(32)
2.2.3非線性微分方程的線性化(35)
2.2.4相似原理(37)
2.3控制系統的傳遞函式(38)
2.3.1傳遞函式(39)
2.3.2傳遞函式的零點、極點和放大係數(40)
2.3.3系統的狀態空間模型 (42)
2.3.4典型環節的傳遞函式(45)
2.4控制系統的傳遞函式方框圖及其簡化(52)
2.4.1傳遞函式方框圖的組成和繪製(52)
2.4.2傳遞函式方框圖的等效變換和簡化(58)
2.5考慮擾動的控制系統的傳遞函式(63)
2.5.1系統開環傳遞函式(63)
2.5.2主令輸入xi(t)作用下系統的閉環傳遞函式(64)
2.5.3干擾n(t)作用下系統的閉環傳遞函式(64)
2.5.4系統的總輸出(65)
2.6基於MATLAB建立數學模型(65)
2.6.1基於MATLAB建立系統的傳遞模型(65)
2.6.2基於MATLAB建立系統的零極點增益模型(66)
2.6.3基於MATLAB建立系統的狀態空間模型(67)
本章小結(68)
習題(68)
目錄機械工程控制基礎第3章控制系統的時間回響分析(73)
3.1時間回響及其組成(73)
3.1.1時間回響(73)
3.1.2時間回響的組成(73)
3.2系統的時域性能指標(74)
3.2.1典型輸入信號(74)
3.2.2動態過程和穩態過程(77)
3.2.3動態性能和穩態性能(77)
3.3一階系統的時域分析(78)
3.3.1一階系統的數學模型(78)
3.3.2一階系統的單位階躍回響(79)
3.3.3一階系統的單位脈衝回響(80)
3.3.4一階系統的單位斜坡回響(81)
3.3.5一階系統的單位加速度回響(81)
3.4二階系統的時域分析(82)
3.4.1二階系統的數學模型(82)
3.4.2二階系統的單位階躍回響(83)
3.4.3二階系統的單位脈衝回響(88)
3.4.4二階系統的計算舉例(89)
3.5高階系統的時域分析(91)
3.5.1高階系統的單位階躍回響(92)
3.5.2閉環主導極點及其動態性能分析(93)
3.6系統誤差分析與計算(94)
3.6.1系統的誤差和偏差(94)
3.6.2系統的誤差計算(95)
3.6.3系統的類型(96)
3.6.4系統的穩態誤差和穩態偏差(96)
3.7基於MATLAB的系統時間回響分析(101)
3.7.1基於MATLAB的時間回響(101)
3.7.2基於MATLAB的瞬態性能指標(105)
本章小結(107)
習題(108)
第4章控制系統的頻率特性分析(112)
4.1頻率特性概述(112)
4.1.1頻率特性的基本概念(112)
4.1.2頻率特性的求法及幾何表示(113)
4.1.3頻率特性的特點和作用(115)
4.1.4頻率特性的圖示方法(116)
4.2頻率特性的Nyquist圖(117)
4.2.1Nyquist圖及其一般物理意義(117)
4.2.2Nyquist圖的一般形狀(118)
4.3頻率特性的Bode圖(122)
4.3.1Bode圖概述(122)
4.3.2典型環節的Bode圖繪製(122)
4.3.3繪製系統Bode圖的步驟與實例(127)
4.4頻率特性的相關參數(130)
4.5最小相位系統和非最小相位系統(131)
4.6基於MATLAB的頻率特性分析(132)
4.6.1基於MATLAB繪製Nyquist圖(132)
4.6.2基於MATLAB繪製Bode圖(133)
4.6.3基於MATLAB求系統的頻域指標(135)
本章小結(136)
習題(136)
第5章控制系統的穩定性分析(139)
5.1系統穩定性概述(139)
5.1.1系統不穩定現象(139)
5.1.2系統穩定的定義和條件(140)
5.1.3系統穩定性的擴展(142)
5.2勞斯穩定判據(143)
5.2.1線性系統穩定的必要條件(143)
5.2.2勞斯穩定判據(144)
5.2.3勞斯判據的特殊情況(147)
5.2.4勞斯穩定判據的套用(151)
5.3Nyquist穩定判據(152)
5.3.1Nyquist穩定判據數學基礎(152)
5.3.2Nyquist穩定判據(154)
5.3.3開環含有特殊環節時的Nyquist分析(156)
5.3.4Nyquist判據的相關說明及套用舉例(157)
5.4Bode穩定判據(160)
5.4.1Bode圖和Nyquist圖的對應分析(160)
5.4.2穿越的概念(161)
5.4.3Bode判據(162)
5.4.4條件穩定系統(162)
5.5系統的相對穩定性(163)
5.5.1相位裕度(163)
5.5.2幅值裕度(164)
5.5.3Bode穩定判據舉例(165)
5.5.4影響系統穩定性的主要因素(169)
5.6閉環系統的頻域性能指標(169)
5.6.1由開環頻率特性估計閉環頻率特性(169)
5.6.2閉環系統的頻域性能指標(170)
5.6.3時域指標與頻域指標的關係(171)
5.7基於MATLAB的系統穩定性分析(173)
5.7.1基於MATLAB求解系統的特徵根(173)
5.7.2基於MATLAB求系統的頻域參數和判定相對穩定性(174)
本章小結(175)
習題(175)
第6章系統的性能指標與校正(178)
6.1系統的設計與校正問題(178)
6.1.1系統的性能指標(178)
6.1.2系統頻寬的確定(180)
6.1.3校正的概念及分類(181)
6.1.4基本控制規律(183)
6.2串聯校正(186)
6.2.1頻率特性法校正設計(186)
6.2.2串聯超前校正(186)
6.2.3相位滯後校正(190)
6.2.4相位滯後超前校正(193)
6.3PID校正(196)
6.3.1PID 控制規律(196)
6.3.2PID 調節器設計(197)
6.4反饋校正(198)
6.4.1位置反饋校正(198)
6.4.2速度反饋校正(199)
6.5基於MATLAB設計系統校正(200)
本章小結(202)
習題(202)
第7章離散系統分析(205)
7.1離散控制系統概述(205)
7.1.1採樣控制系統與數字控制系統(205)
7.1.2A/D轉換器與D/A轉換器(206)
7.1.3離散控制系統的特點(208)
7.2信號的採樣與採樣定理(208)
7.2.1信號採樣(208)
7.2.2採樣定理(209)
7.2.3採樣的保持(211)
7.3離散控制系統的數學模型——差分方程(212)
7.3.1線性常係數差分方程(213)
7.3.2差分方程的解法(214)
7.4離散控制系統的傳遞函式(215)
7.4.1脈衝傳遞函式的定義與求解(216)
7.4.2脈衝傳遞函式的建立(217)
7.5離散控制系統分析(221)
7.5.1離散控制系統穩定性分析(221)
7.5.2離散控制系統動態性能分析(224)
7.5.3離散控制系統穩態性能分析(226)
7.6基於MATLAB的離散系統分析與校正(228)
7.6.1連續系統的離散化(229)
7.6.2離散系統的單位階躍回響(229)
7.6.3離散系統的頻域回響(230)
本章小結(231)
習題(232)
參考文獻(234)

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