自動控制原理實踐教程

《自動控制原理實踐教程》是2006年中國水利水電出版社出版的圖書。

基本介紹

• 書名：自動控制原理實踐教程
• ISBN：7508437187
• 頁數：307
• 出版社：中國水利水電出版社
• 出版時間：2006年4月1日
• 開本：16

內容簡介

《自動控制原理實踐教程》作為自動控制系列課程的實踐性教學環節的教程，是新世紀電子信息與自動化系列課程改革教材之一。本教程包括控制原理、計算機控制、過程控制、控制系統計算機輔助分析與設計和控制系統設計實踐五部分內容。不僅滿足自動控制原理實驗課程教學要求，還包括計算機控制理論與技術、過程控制系統、控制系統課程設計、控制系統實踐等課程的教學實驗內容。

全書實驗設定體現了素質教育和實踐性教學改革的思想，本教程的實驗內容和相關技術不僅具有教學上的典型性、代表性，而且具有技術上的實用性，可作為工程技術人員開發設計控制系統的實用參考書。

目錄

總序

前言

第1章 控制原理實驗研究

1.1 控制原理實驗分析方法

1.1.1 控制系統測量分析方法

1.1.2 控制原理模擬研究方法

1.2 控制原理模擬實驗

1.2.1 典型環節的模擬與參數測量

1.2.2 控制系統的穩定性分析

1.2.3 控制系統穩態誤差研究

1.2.4 頻率特性的測試

1.2.5 控制系統串聯校正分析

1.2.6 串聯校正環節設計

1.2.7 非線性系統的相平面法研究

1.2.8 非線性系統的描述函式法研究

1.2.9 狀態反饋的設計與實現

1.2.10 狀態觀測器的研究

第2章 計算機控制系統設計

2.1 計算機控制技術

.2.1.1 計算機控制系統組成

2.1.2 直流伺服電動機的控制原理及數學建模

2.1.3 步進電機的控制原理

2.2 計算機控制系統實驗平台

2.2.1 AEDK-JDK機電實驗平台硬體

2.2.2 AEDK-JDK實驗平台軟體設計

2.3 計算機控制系統實驗

2.3.1 直流電動機速度調節和方向控制實驗

2.3.2 步進電動機基本原理實驗

2.3.3 步進電動機速度調節和方向控制實驗

2.3.4 反饋信號測量實驗

2.3.5 實驗平台I/O測試實驗

2.4 S7-200PLC及其指令

2.4.1 S7-200PLC硬體系統

2.4.2 S7-200PLC的基本指令

2.4.3 S7-200系列PLC的特殊功能暫存器

2.5 PLC控制系統設計

2.5.1 PLC控制系統設計步驟及內容

2.5.2 PLC程式設計的常用方法

2.5.3 常用基本環節編程

2.5.4 設計舉例——液體混合裝置的PLC控制系統設計

2.6 STEP7-Micro/WIN32編程軟體介紹

2.6.1 軟體功能

2.6.2 編程

2.6.3 調試及運行監控

2.7 可程式控制器實驗

2.7.1 PLC2000B型可程式控制實驗箱

2.7.2 基本指令的編程練習實驗

2.7.3 LED數碼顯示實驗

2.7.4 液體混合裝置控制的模擬實驗

2.7.5 四節傳送帶的模擬實驗

2.7.6 電梯控制系統的模擬實驗

第3章 過程控制系統設計與實驗

3.1 AE2000A過程控制系統

3.1.1 AE2000A系統實驗對象組成結構

3.1.2 儀表過程控制系統組成結構，

3.1.3 計算機過程控制系統組成結構

3.1.4 可程式邏輯控制器過程控制系統組成結構

3.2 過程控制系統設計與實驗

3.2.1 一階單容上水箱對象特性測試實驗

3.2.2 二階雙容下水箱對象特性測試實驗

3.2.3 上水箱液位PID整定實驗

3.2.4 鍋爐內膽溫度二位式控制實驗

3.2.5 鍋爐內膽溫度PID控制實驗(動態)

3.2.6 流量PID整定實驗，

3.2.7 電磁和渦輪流量計流量比值控制實驗

3.2.8 上水箱下水箱液位串級控制實驗

3.2.9 串接雙容下水箱液位PID整定實驗

3.3 過程控制系統監控軟體設計

3.3.1 MCGS組態軟體的功能和系統構成

3.3.2 MCGS組態軟體的安裝運行

3.3.3 MCGS組態軟體的組態過程

3.3.4 製作工程畫面..

3.3.5 MCGS組態軟體的動畫連線

3.3.6 MCGS組態軟體的報警顯示、報表輸出和曲線顯示

3.3.7 MCGS組態軟體的安全機制

3.3.8 MCGS組態軟體的系統設備使用說明

第4章 控制系統計算機輔助分析與設計

4.1 仿真軟體MATLAB

4.1.1 MATLAB的基本操作

4.1.2 MATLAB的數值運算

4.1.3 MATLAB的繪圖功能

4.2 控制系統的數學模型及其轉換

4.2.1 控制系統模型的基本描述方法

4.2.2 控制系統模型間的互相轉換

4.2.3 控制系統模型的連線

4.3 控制系統計算機輔助分析

4.3.1 控制系統的穩定性分析

4.3.2 控制系統的時域分析

4.3.3 根軌跡分析

4.3.4 控制系統頻域分析

4.3.5 控制系統的能控性和能觀測性分析

4.4 控制系統計算機輔助設計

4.4.1 控制系統串聯校正設計

4.4.2 狀態反饋和狀態觀測器設計

4.4.3 最優控制系統設計

4.4.4 基於MATLAB工具箱的控制系統設計

4.5 動態仿真集成環境Simulink

4.5.1 控制系統模型構造

4.5.2 連續系統數字仿真

4.5.3 Simulink的擴展工具——S函式

第5章 控制系統設計實踐

5.1 控制系統設計概論

5.1.1 引言

5.1.2 控制系統的類型及組成

5.1.3 控制系統設計的一般步驟

5.1.4 控制系統的性能指標

5.1.5 控制系統典型部件

5.1.6 控制系統建模方法

5.1.7 基本控制作用

5.1.8 控制系統設計與工程實現

5.2 經典控制系統——隨動控制系統設計

5.2.1 概述

5.2.2 隨動系統基本原理

5.2.3 典型位置隨動系統介紹

5.2.4 直流小功率位置隨動系統設計

5.3 電氣傳動系統——調速控制系統設計

5.3.1 概述

5.3.2 調速系統的性能指標

5.3.3 直流調速系統

5.3.4 交流調速系統

5.3.5 調速系統機械結構方面的若干問題

5.3.6 小功率直流調速系統設計

5.4 不穩定系統——磁懸浮球控制系統設計

5.4.1 概述

5.4.2 結構原理

5.4.3 電磁鐵－小球系統數學模型

5.4.4 磁懸浮球控制系統分析與設計

5.4.5 磁懸浮球控制系統設計實驗

5.5 運動控制系統——四軸運動控制演示平台實驗研究

5.5.1 概述

5.5.2 四軸運動控制演示平台

5.5.3 GT-400運動控制器

5.5.4 系統硬體連線

5.5.5 運動控制器編程

5.6 機電一體化——XY運動平台控制系統設計

5.6.1 概述

5.6.2 XY運動平台控制系統介紹

5.6.3 XY運動平台控制系統設計

5.7 非線性系統——球桿控制系統設計

5.7.1 概述

5.7.2 球桿控制系統結構組成與工作原理

5.7.3 球桿系統數學模型

5.7.4 球桿控制系統設計

5.8 非線性自然不穩定系統——倒立擺控制系統設計

5.8.1 概述

5.8.2 倒立擺控制系統的組成與工作原理

5.8.3 倒立擺系統的數學模型

5.8.4 倒立擺系統的控制

5.8.5 倒立擺控制系統設計

5.9 冗餘協調機器人——兩自由度冗餘並在線上械臂控制系統設計

5.9.1 概述

5.9.2 冗餘並在線上械臂系統構成與原理

5.9.3 GPM並在線上構運動學

5.9.4 GPM並在線上構運動規劃與控制

5.9.5 實驗注意事項

5.10 複雜MIMO系統——雙旋翼控制系統設計

5.10.1 概述

5.10.2 雙旋翼系統的組成和工作原理

5.10.3 雙旋翼系統的數學模型

5.10.4 雙旋翼系統的姿態控制

參考文獻

序言

本書是為自動控制系列課程的實踐性教學環節而編寫的，是新世紀電子信息與自動化系列課程改革教材之一。

自動化技術將自動化科學原理與方法轉換為工程技術套用，其本身具有橋樑作用、使能作用和系統集成作用。隨著系統、過程的規模越來越複雜，自動化技術的系統集成作用越來越明顯。自動控制系列課程是理論性和工程套用性很強的課程，每一門課程都對應有相應的實踐教學環節。加強實驗教學，不僅有助於理論聯繫實際，深化理論教學，而且有助於培養學生的工程實踐能力。本書是在多年控制理論與控制工程方面教學實踐的基礎上編寫而成的。