图书介绍
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- 钟毓宁主编 著
- 出版社： 武汉：武汉理工大学出版社
- ISBN：9787562932932
- 出版时间：2010
- 标注页数：161页
- 文件大小：12MB
- 文件页数：175页
- 主题词：机械工程－控制系统
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图书目录
1 绪论1
1.1 机械控制工程概述1
1.2 信息与信息方法2
1.2.1 信息的定义2
1.2.2 信息的一般特征2
1.2.3 信息方法3
1.3 系统与同构理论3
1.3.1 系统3
1.3.2 机械系统4
1.3.3 同构理论4
1.4 反馈与反馈控制4
1.4.1 反馈4
1.4.2 反馈机制5
1.4.3 反馈控制5
1.5 反馈控制系统6
1.5.1 开环控制与闭环控制6
1.5.2 闭环控制系统的构成6
1.5.3 自动控制系统按输出变化规律的分类7
1.6 对控制系统性能的基本要求8
本章小结8
习题8
2 控制系统的数学模型9
2.1 控制系统的微分方程9
2.1.1 线性系统与非线性系统9
2.1.2 线性系统微分方程的列写10
2.1.3 系统非线性微分方程的线性化12
2.2 传递函数14
2.2.1 传递函数的定义14
2.2.2 传递函数的常见形式14
2.3 传递函数方块图15
2.3.1 控制系统的基本连接方式15
2.3.2 扰动作用下的闭环控制系统17
2.3.3 方块图的绘制17
2.3.4 方块图的变换18
2.3.5 方块图的简化19
2.4 典型环节的传递函数21
2.4.1 比例环节22
2.4.2 惯性环节23
2.4.3 微分环节24
2.4.4 积分环节26
2.4.5 振荡环节26
2.4.6 延时环节28
本章小结29
习题29
3 控制系统的时域分析33
3.1 时间响应与典型输入信号33
3.1.1 时间响应及其组成33
3.1.2 典型输入信号34
3.2 一阶系统的时间响应36
3.2.1 一阶系统的数学模型36
3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应36
3.2.3 一阶系统的单位脉冲响应37
3.3 二阶系统的时间响应37
3.3.1 二阶系统的数学模型37
3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应38
3.3.3 二阶系统的单位脉冲响应39
3.4 高阶系统的时间响应40
3.4.1 高阶系统的时间响应分析40
3.4.2 高阶系统的简化41
3.5 控制系统的动态性能指标41
3.5.1 瞬态响应的性能指标41
3.5.2 时间响应的实验方法45
3.6 控制系统的稳定性45
3.6.1 稳定性的基本概念45
3.6.2 线性系统稳定的充要条件46
3.6.3 Routh-Hurwitz稳定判据47
3.7 计算机辅助时域分析51
本章小结53
习题54
4 控制系统的频域分析55
4.1 频率特性的基本概念55
4.1.1 频率响应55
4.1.2 频率特性56
4.1.3 频率特性的求取方法56
4.1.4 频率特性分析法的特点58
4.2 频率特性的图形表示方法59
4.2.1 极坐标图（Nyquist图）59
4.2.2 对数频率特性图（Bode图）60
4.2.3 典型环节的频率特性图61
4.3 控制系统的频率特性图64
4.3.1 系统的开环频率特性图64
4.3.2 闭环系统的频率特性图69
4.3.3 闭环频率特性图与开环频率特性图的对应关系70
4.4 控制系统稳定性的频域判据71
4.4.1 幅角原理71
4.4.2 基于极坐标图的奈魁斯特判据72
4.4.3 基于Bode图的奈魁斯特判据75
4.5 控制系统的相对稳定性77
4.5.1 相位裕量77
4.5.2 增益裕量77
4.6 闭环系统性能的频域分析79
4.6.1 系统动态性能的频域指标79
4.6.2 系统的频域指标与时域指标之间的关系80
4.6.3 根据频率特性图分析系统的时域动态性能82
4.7 计算机辅助频域分析82
4.7.1 频率特性的极坐标图82
4.7.2 频率特性的Bode图83
本章小结84
习题85
5 控制系统的误差分析88
5.1 误差的概念88
5.2 系统的类型90
5.3 静态误差91
5.3.1 静态误差系数和静态误差的计算91
5.3.2 干扰输入作用下的静态误差93
5.3.3 复合控制系统的误差分析95
5.4 动态误差96
本章小结98
习题99
6 控制系统的综合与校正100
6.1 系统校正概述100
6.1.1 校正的概念100
6.1.2 校正的分类100
6.2 控制系统的串联校正101
6.2.1 相位超前校正101
6.2.2 相位滞后校正104
6.2.3 相位滞后-超前校正106
6.2.4 PID校正器108
6.2.5 三种串联校正的比较111
6.3 控制系统的并联校正111
6.3.1 反馈校正111
6.3.2 顺馈校正114
本章小结115
习题115
7 采样控制系统初步117
7.1 概述117
7.2 信号的采样与采样定理118
7.2.1 信号的采样118
7.2.2 采样定理118
7.2.3 保持器119
7.3 z变换120
7.3.1 z变换的定义120
7.3.2 z变换的性质121
7.3.3 z反变换122
7.4 差分方程123
7.5 脉冲传递函数124
7.5.1 脉冲传递函数的定义124
7.5.2 脉冲传递函数G（z）的求法124
7.5.3 串联环节的脉冲传递函数125
7.5.4 并联环节的脉冲传递函数125
7.5.5 闭环系统的脉冲传递函数126
7.6 采样控制系统的分析127
7.6.1 采样控制系统稳定性127
7.6.2 采样系统的动态性能129
7.6.3 采样控制系统的稳态性能131
本章小结131
习题132
8 倒立摆系统133
8.1 倒立摆简介133
8.1.1 倒立摆的分类133
8.1.2 倒立摆的特性134
8.1.3 倒立摆的控制目标及控制方法135
8.2 直线一级倒立摆135
8.2.1 直线一级倒立摆系统的数学模型136
8.2.2 直线一级倒立摆系统分析138
8.2.3 直线一级倒立摆应用示例139
8.3 直线二级倒立摆建模简介142
本章小结146
附录A 拉普拉斯变换148
附录B z变换150
附录C MATLAB语言及控制系统分析工具简介152
C.1 MATLAB语言简介152
C.1.1 MATLAB语言的基本使用方法152
C.1.2 MATLAB语言程序设计154
C.2 控制系统工具箱简介156
C.2.1 工具箱函数简介156
C.2.2 控制系统模型156
C.2.3 控制系统的时域分析157
C.2.4 控制系统的频域分析157
C.2.5 控制系统的稳定性分析158
C.3 SIMULINK简介158
C.3.1 连接与建模158
C.3.2 仿真与分析159
参考文献161