机电工程控制基础(高等) 冶金工业出版社 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

由吴炳胜主编的《机电工程控制基础》是普通高等教育“十二五”规划教材，主要作为机械设计制造及自动化专业基础课教材使用。全书共分9章。靠前章对机电工程控制理论进行介绍，通过实例讲述控制技术在工程实践中的应用；第2章讲述传递函数的定义及典型环节的传递函数以及系统传递函数方框图的绘制方法；第3章讨论了系统在典型输入信号作用下的时间响应，介绍了提高系统快速性的方法；第4章对误差与偏差进行分析，介绍了求取系统稳态误差的方法；第5章介绍了频率特性的基本概念，详细讨论了各典型环节的极坐标图及对数坐标图的绘制；第6章介绍了两种判据形式和稳定性储备的定义以及求取方法；第7章根据时域和频域性能指标分析了系统性能，并介绍了系统校正的方法；第8章对非线性系统的特性进行了介绍，提出了非线性系统性能的改善方法以及非线性的应用；第9章讲述了线性离散系统的构成以及开闭环系统的脉冲传递函数的建立方法。《机电工程控制基础》附录中的拉氏变换、z变换内容可供读者阅读时查询。《机电工程控制基础》也可作为机械设计制造及自动化专业大专师生的参考书，同时可供相关专业科研与技术人员阅读。

1  绪论

1.1  概述

1.2  自动控制系统的基本概念

1.2.1  自动控制系统工作原理

1.2.2  开环控制与闭环控制

1.2.3  反馈控制系统的基本组成

1.2.4  自动控制系统的分类

1.3  对控制系统的基本要求

1.4  控制系统简史

1.5  控制工程实践

1.5.1  电压调节系统

1.5.2  函数记录仪

1.5.3  火炮方位角控制系统

1.5.4  飞机自动驾驶仪系统

1.6  本课程的特点与学习方法

习题

2  控制系统的数学模型

2.1  物理系统动态描述

2.1.1  列写微分方程的一般方法

2.1.2  机械系统的微分方程

2.1.3  电气系统的微分方程

2.2  非线性系统及其数学模型的线性化

2.2.1  非线性系统

2.2.2   线性化方法――泰勒级数展开法

2.3   系统的传递函数

2.3.1  传递函数的定义

2.3.2  传递函数的性质

2.3.3  典型环节的传递函数

2.4  系统框图及其简化

2.4.1  方框图结构要素

2.4.2 方框图构成方式

2.4.3 方框图的等效简化

2.4.4 相加点与分支点的移动法则

2.5 系统信号流图及梅荪公式

2.5.1 信号流图

2.5.2 梅荪公式

2.6 干扰作用下的反馈控制系统的传递函数

思考题及习题

3 系统的时间响应与快速性分析

3.1 系统的时域性能指标

3.1.1 动态性能

3.1.2 稳态性能

3.2 时间响应和典型输入信号

3.2.1 时间响应的概念

3.2.2 典型输入信号

3.3 一阶系统的时间响应

3.3.1 数学模型

3.3.2 单位脉冲响应

3.3.3 单位阶跃响应

3.3.4 单位斜坡响应(速度响应)

3.3.5 应用举例

3.3.6 线性定常系统的重要特征

3.4 二阶系统的时间响应

3.4.1 数学模型

3.4.2 单位阶跃响应

3.4.3 单位斜坡响应

3.4.4 单位脉)中响应

3.4.5 二阶系统的性能指标

3.4.6 二阶系统计算举例

3.5 高阶系统的时间响应

3.5.1 数学模型

3.5.2 单位阶跃响应

思考题及习题

4 稳态误差与准确性分析

4.1 误差与稳态误差

4.1.1 误差与偏差

4.1.2 稳态误差与稳态偏差

4.2 输入引起的稳态误差的计算

4.2.1 终值定理法

4.2.2 静态误差系数法

4.3 干扰引起的稳态误差

4.4 减小系统误差的途径

4.4.1 按干扰补偿

4.4.2 按输入补偿

思考题及习题

5 控制系统的频域分析

5.1 频率特性概述

5.1.1 频率特性的基本概念

5.1.2 频率特性的求取及表示方法

5.2 频率特性的极坐标(Nyquist)图描述

5.2.1 [G(jω)]复平面

5.2.2 典型环节的Nyquist图

5.2.3 绘制Nyquist图的一般规律

5.3 频率特性的对数坐标(Bode)图描述

5.3.1 概述

5.3.2 典型环节的Bode图

5.4 控制系统闭环频率特性的Bode图

5.4.1 由开环频率特性估计闭环频率特性

5.4.2 闭环频域性能指标

5.4.3 小相位系统

思考题及习题

6 控制系统的稳定性

6.1 系统稳定性概念及其条件

6.1.1 稳定性定义

6.1.2 线性系统稳定性条件

6.2 控制系统的稳定判据

6.2.1 代数稳定判据

6.2.2 结构不稳定系统

6.2.3 几何稳定判据

6.3 控制系统的稳定性储备

6.3.1 相位裕度γ

6.3.2 幅值裕度Kg

6.3.3 稳定性储备量要求

6.3.4 稳定裕度的计算

思考题及习题

7 系统的性能分析与校正

7.1 频域性能指标与时域性能指标关系

7.1.1 时域性能指标

7.1.2 频域性能指标

7.1.3 频域指标与时域性能指标的相互关系

7.1.4 误差准则

7.2 利用开环频率特性分析系统的性能

7.2.1 20lg /GH/低频渐近线与系统稳态误差的关系

7.2.2 201g /GH/中频段特性与系统动态性能的关系

7.2.3 20lg /GH/高频段对系统性能的影响

7.3 系统校正

7.3.1 系统的校正方式及特点

7.3.2 校正装置的设计方法

7.4 串联校正

7.4.1 超前校正

7.4.2 滞后校正

7.4.3 滞后一超前校正

7.5 反馈校正

7.6 PID校正

7.6.1 PI校正

7.6.2 PD校正

7.6.3 PID校正

思考题及习题

8 非线性控制系统

8.1 非线性控制系统概述

8.1.1 控制系统中的典型非线性特性

8.1.2 非线性控制系统的特殊性

8.1.3 非线性控制系统的分析方法

8.2 描述函数法

8.2.1 描述函数的基本概念

8.2.2 典型非线性元件的描述函数

8.2.3 用描述函数法分析系统的稳定性

8.3 机电控制系统中的非线性环节分析举例

8.3.1 传动链的间隙

8.3.2 传动链影响分析

8.4 改善非线性系统性能的措施及非线性特性的利用

8.4.1 改变线性部分的参数或针对线性部分进行校正

8.4.2 改变非线性特性

8.4.3 非线性特性的利用

思考题及习题

9 线性离散系统初步

9.1 离散系统

9.1.1 采样控制系统

9.1.2 数字控制系统

9.2 信号采样与保持

9.2.1 信号采样

9.2.2 信号复现

9.3 离散系统的数学模型

9.3.1 线性常系数差分方程及其解法

9.3.2 脉冲传递函数

9.3.3 开环系统脉)中传递函数

9.3.4 闭环系统脉冲传递函数

9.4 离散系统的稳定性分析

9.4.1 s域到z域的映射

9.4.2 线性定常离散系统稳定的充分必要条件

9.4.3 离散系统的稳定性判据

思考题及习题

附录

附录Ⅰ 拉普拉斯(Laplace)变换

附录Ⅱ z变换

参考文献

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书籍介绍

《机电工程控制基础(高等)》共分9章。第1章对机械工程控制理论进行介绍；通过实例讲述控制技术在工程实践中的应用；第2章讲述传递函数的定义及典型环节的传递函数以及系统传递函数方框图的绘制方法；第3章讨论了系统在典型输入信号作用下的时间响应，介绍了提高系统快速性的方法；第4章对误差与偏差进行分析，介绍了求取系统稳态误差的方法；；第5章介绍了频率特性的基本概念，详细讨论了各典型环节的极坐标图及对数坐标图的绘制；第6章介绍了两种判据形式，和稳定性储备的定义以及求取方法；第7章从时域和频域分析系统性能，并介绍了系统校正的方法；第8章对非线性系统的特性进行介绍，提出了非线性系统性能的改善方法以及非线性的应用；第9章讲述了线性离散系统的构成以及开闭环系统的脉冲传递函数的建立方法。《机电工程控制基础(高等)》附录中的拉氏变换内容可供读者阅读时查询。《机电工程控制基础(高等)》主要作为机械设计制造及其自动化专业大专和本科师生的参考书，也可供相关专业科研与技术人员阅读。