《機械工程測控技術》是2016年國防工業出版社出版的圖書，作者是周自強。
基本介紹
- 書名：機械工程測控技術
- 作者：周自強
- ISBN：978-7-118-10774-6
- 頁數：196
- 定價：36.00
- 出版社：國防工業出版社
- 出版時間：2016年3月
- 裝幀：平裝
- 開本：16
- 版次：1版1次
- 字數：290
- 中圖分類：TP273
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書包括了控制工程的相關原理、方法，以及測試技術的常用感測器、數據採集等知識的介紹，還通過一定的案例進行了說明。本書是在套用型本科教育的指導思想下編寫的一本專業教材。全書共分9章：第1章是控制工程的基本概念；第2章是數學模型；第3章是系統的時間回響分析；第4章是系統的頻域回響分析；第5章是系統的校正與PID控制；第6章是感測器與數據採集；第7章是測控系統的設計與套用實例。 本書可作為機械製造及相關專業的本科生教材，也可供相關專業工程技術人員參考使用。
目錄
第1章 緒論 1
1.1機械測控系統的結構與工作原理 1
1.1.1 控制系統在工程中的套用與發展 1
1.1.2 控制系統的基本概念 2
1.2 控制系統的基本類型 5
1.2.1 按輸入量的特徵分類 5
1.2.2 按系統中傳遞信號的性質分類 6
1.3對測控系統的基本要求 6
習 題 7
第2章 數學模型 8
2.1 系統的運動微分方程 8
2.1.1列寫系統微分方程的一般步驟： 8
2.1.2 控制系統常見元件的物理定律： 8
2.2 拉氏變換和反變換 11
2.2.1 拉氏變換的定義 12
2.2.2 幾種典型函式的拉氏變換 12
2.2.3 拉氏變換的主要定理 13
2.2.4 拉氏反變換 15
2.3 傳遞函式 20
2.3.1 傳遞函式的概念和定義 20
2.3.2 特徵方程、零點和極點 21
2.3.3 關於傳遞函式的幾點說明 22
2.3.4典型環節及其傳遞函式 22
2.4 系統框圖和信號流圖 28
2.4.1 系統框圖 28
2.4.2 系統框圖的簡化 32
2.5 非線性數學模型的線性化 35
2.5.1 線性化問題的提出 35
2.5.2 非線性數學模型的線性化 36
2.5.3 系統線性化微分方程的建立 37
2.6 控制系統傳遞函式推導舉例 39
2.6.1機械系統 39
習 題 42
第3章 時間回響分析 45
3.1 時域回響以及典型輸入信號 45
3.1.1 階躍函式 45
3.1.2 斜坡函式 45
3.1.3 加速度函式 46
3.1.4 脈衝信號 46
3.1.5 正弦函式 47
3.2 一階系統的時間回響 47
3.2.1 一階慣性環節的單位階躍回響 48
3.2.2 一階慣性環節的單位速度回響 49
3.2.3 一階慣性環節的單位脈衝回響 49
3.2.4 線性定常系統時間回響的性質 50
3.3 二階系統的時間回響 50
3.3.1 二階系統的單位階躍回響 52
3.3.2 二階系統的性能指標 56
3.5誤差分析與計算 61
3.5.1 穩態誤差的基本概念 61
3.5.2 穩態誤差的計算 63
3.5.3 穩態誤差係數 64
3.6 系統穩定的充要條件 70
3.7 穩定性判據 72
3.7.1 勞斯(Routh)穩定判據 72
習 題 74
第4章 頻域回響分析 76
4.1 頻域特性概述 76
4.1.1 頻域回響與頻域特性 76
4.1.2 頻域特性的表示方法 79
4.1.3 最小相位系統和非最小相位系統的概念 79
4.2 頻域特性的奈奎斯特圖 81
4.2.1 極坐標圖 81
4.2.2典型環節的極坐標圖 81
4.2.3 系統極坐標圖的一般畫法 87
4.3 頻域特性的伯德圖 92
4.3.1伯德圖 92
4.3.2 典型環節的伯德圖 94
4.3.3系統伯德圖的一般畫法 102
4.3.4由頻域特性確定傳遞函式 105
4.4 由單位脈衝回響求系統的頻率特性 107
4.5 閉環頻域特性及頻域性能指標 108
4.5.1閉環頻域特性 108
4.5.2 頻域性能指標 108
4.6 用系統開環頻率特性分析閉環系統性能 111
4.6.1 低頻段 111
4.6.2 中頻段 113
4.6.3 結論 115
習 題 116
第5章 系統校正與PID控制 117
5.1 系統校正的概念 117
5.1.1. 系統的性能指標 117
5.1.2. 校正的概念 118
5.1.3. 校正的方式 118
5.1.4 希望的伯德圖 120
5.2 PID控制 122
5.2.1 P控制——比例控制器 123
5.2.2 PD控制——比例-微分控制器 124
5.2.3 I控制——積分控制器 126
5.2.4 PI控制——比例-積分控制器 126
5.2.5 PID控制——比例—積分—微分控制器 128
5.3 PID控制規律的實現 129
5.3.1 PD控制規律的實現 129
5.3.2 PI控制規律的實現 132
5.3.3 PID控制規律的實現 133
5.4 PID控制參數確定 135
5.4.1 PID校正網路參數的確定 135
5.4.2 PID參數整定 137
習 題 138
第6章 感測器與測試技術 140
6.1 感測器原理與性能 140
6.1.1感測器的概念 140
6.1.2感測器的分類及要求 141
6.1.3感測器的靜態特性 142
6.1.4感測器的動態特性 144
6.1.5感測器的性能要求 144
6.2 力、壓力和扭矩感測器 145
6.2.1應變式電阻感測器 145
6.2.2應變式電阻感測器的套用 148
6.3 位移測量感測器 153
6.3.1 電感式感測器 153
6.3.2 電容式位移感測器 159
6.3.3 光柵 162
6.4速度、加速度感測器 163
6.4. 1 直流測速器 163
6.4.2 光電式感測器 164
6.4.3 光電旋轉編碼器 165
6.4. 4 霍爾式速度感測器 166
6.4. 5 加速度感測器 167
6.5 壓電式感測器 168
6.5.1 壓電效應 168
6.5.2 壓電式加速度感測器 168
6.5.3 壓電式壓力感測器 168
6.6 位置感測器 169
6.6. 1 接觸式位置感測器 169
6.6. 2 接近式位置感測器 169
6.7 溫度感測器 171
6.7.1熱敏電阻 171
6.7.2 熱電偶感測器 171
6.7.3熱電偶的使用 173
6.8 感測器數據採集 175
6.8.1 感測器信號的採樣/保持 175
6.8.2基於單片機的數據採集 176
6.8.3基於PLC的數據採集 178
6.8.4基於工業控制計算機的數據採集 180
習 題 183
第7章 設計與套用實例 184
7.1 機械工程測控系統的設計方法 184
7.2 單級倒立擺的建模與控制 185
7.2.1 倒立擺的結構與工作原理 185
7.2.2系統運動方程 186
7.2.3系統線性化 188
7.2.4 PlD控制器的設計 188
7.2.5 MATLAB系統仿真 189
7.3 張力控制器的設計與套用 191
7.3.1 控制系統的數學模型 191
7.3.2 控制系統的實現方案 192
7.3.3 控制系統的編程組態 193
7.4 糾偏系統的設計與套用 195
7.4.1纏繞偏移分析 195
7.4.2糾偏裝置結構設計 197
7.4.3 糾偏控制系統設計 197
7.4.4 增量式PID控制算法 199
7.5 大變形柔性鉸鏈轉角特性測試儀 200
7.5.1 測試儀總體設計 201
7.5.2 基於MSP430的數據採集 202
7.5.3 數據處理軟體設計 203
習 題 204
