控制工程基础
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作者王丽君
出版社机械工业出版社
ISBN9787111717430
出版时间2022-11
装帧平装
开本16开
定价52元
货号12187440
上书时间2024-01-21
商品详情
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目录
目录 前言 第1章绪论1 11控制工程概述1 12控制工程的发展及应用1 121经典控制理论的发展1 122现代控制理论的发展3 13控制系统的基础知识4 131控制系统的基本概念4 132控制系统的工作原理4 133控制系统的组成及框图5 14控制系统的分类7 141按照反馈方式分类7 142按输入信号变化规律分类8 143按系统的数学描述分类8 144按系统内部的信号特征分类8 15控制系统的基本要求9 151稳定性9 152快速性9 153准确性10 习题10 第2章控制系统的数学模型11 21系统数学模型的建立11 211建立微分方程的一般步骤11 212控制系统微分方程的列写12 22拉普拉斯变换13 221拉普拉斯变换及拉普拉斯反变换的定义13 222典型时间函数的拉普拉斯变换14 223拉普拉斯变换基本定理16 224拉普拉斯反变换21 23系统的传递函数24 231传递函数的定义24 232典型环节的传递函数25 233传递函数的主要特点32 24系统的框图和信号流图32 241框图的组成32 242绘制系统框图的一般步骤34 243框图的基本连接方式36 244框图的简化38 245信号流图及梅森公式40 25闭环控制系统的传递函数45 251闭环系统的开环传递函数45 252给定输入作用下的闭环传递函数45 253扰动作用下的闭环传递函数46 254传递函数的零极点47 26控制系统数学模型的MATLAB实现47 261MATLAB控制系统工具箱简介47 262数学模型的MATLAB实现48 27设计实例：工程中典型的机电系统52 习题57 第3章控制系统时域分析61 31时间响应与典型输入信号61 311时间响应61 312典型输入信号61 32一阶系统的时域分析63 321一阶系统数学模型63 322一阶系统的单位阶跃响应64 323一阶系统的单位脉冲响应64 324一阶系统的单位斜坡响应65 33二阶系统的时域分析65 331二阶系统的数学模型65 332二阶系统的单位阶跃响应66 333二阶系统的单位脉冲响应69 34时域分析性能指标70 341动态性能指标70 342时域分析实例73 35高阶系统的时域分析75 351高阶系统的阶跃响应75 352闭环主导极点76 36稳态误差分析与计算77 361误差和稳态误差的概念77 362输入信号作用下的稳态误差78 363扰动信号作用下的稳态误差80 364改善系统稳态精度的方法81 37时域分析的MATLAB实现82 371输出响应分析83 372时域动态性能指标求解84 373稳态误差分析85 38设计实例：数控机床控制系统设计86 习题87 第4章根轨迹法91 41根轨迹与根轨迹方程91 411根轨迹概念91 412根轨迹方程92 42绘制根轨迹的基本法则93 43广义根轨迹97 431参数根轨迹97 432零度根轨迹98 44利用根轨迹分析系统性能101 441根轨迹和性能指标的关系101 442开环零极点对系统性能的影响103 45根轨迹分析的MATLAB实现105 451根轨迹的绘制105 452根轨迹上取点106 46设计实例：激光操纵控制系统设计107 习题109 第5章控制系统的频域分析111 51系统频率特性概述111 511频率特性的基本概念111 512频率特性与传递函数的关系113 513频率特性的求取方法113 52频率特性的奈奎斯特图114 521奈奎斯特图的基本概念114 522典型环节的奈奎斯特图115 523奈奎斯特图的一般画法120 53频率特性的伯德图122 531伯德图的基本概念123 532典型环节的伯德图124 533伯德图的一般画法130 534小相位系统132 54频域分析的MATLAB实现134 541奈奎斯特图的绘制134 542伯德图的绘制135 习题137 第6章控制系统的稳定性分析139 61代数稳定性判据139 611稳定性的基本概念139 612系统稳定的充要条件139 613劳斯稳定性判据141 62频域稳定性判据145 621奈奎斯特稳定性判据146 622对数频率特性稳定判据149 63控制系统的稳定裕度151 631相位裕度151 632幅值裕度151 64稳定性分析的MATLAB实现154 641求取特征根判定系统的稳定性155 642绘制零极点分布图判定系统的稳定性155 643频率法判定系统的稳定性156 65设计实例159 651直流电动机速度控制系统159 652雕刻机位置控制系统161 习题164 第7章控制系统的综合与校正165 71系统校正的基本概念165 711系统的性能指标165 712校正的概念167 713校正的分类167 72校正方法和校正装置的设计169 721串联超前校正169 722串联滞后校正172 723滞后超前校正175 724PID调节器178 73系统的综合与校正的MATLAB实现180 74设计实例：直流电动机调速性能指标改善182 习题184 第8章离散控制系统分析基础186 81采样与信号186 811采样过程与采样定理186 812信号恢复与保持器189 82Z变换与Z传递函数191 821Z变换191 822Z反变换198 823Z传递函数200 83线性离散系统的性能分析204 831稳定性分析204 832瞬态响应分析206 84线性离散系统性能分析的MATLAB实现208 841求取特征根判定系统的稳定性208 842连续系统离散化及离散系统的时域响应209 习题211 第9章现代控制理论基础213 91基本概念213 92状态空间表达式的建立与转换218 921由系统框图建立状态空间表达式218 922由系统微分方程建立状态空间表达式220 923状态矢量的线性变换224 924由状态空间表达式求系统传递函数（阵）225 925由状态空间表达式变换为对角线标准型和约旦标准型227 93状态方程的求解234 931齐次状态方程的解234 932状态转移矩阵235 933非齐次状态方程的解238 94控制系统的能控性和能观性238 941能控性与能控性判据239 942能观性与能观性判据245 943能控性与能观性的对偶关系250 944能控标准型与能观标准型251 95控制系统的状态反馈及状态观测器260 951状态反馈260 952状态观测器266 953带状态观测器的闭环控制系统268 96状态空间分析的MATLAB实现271 961状态空间表达式和传递函数相互转换的实现271 962状态转移矩阵的实现273 963能控性和能观性分析273 964极点配置的实现275 97设计实例：倒立摆276 971数学模型的建立276 972系统特性分析279 习题281 参考文献285
内容摘要
本书结合机械大类各专业及相近专业的发展和教学需要，较为系统地介绍了机械控制工程的基本内容。全书共由三个模块组成，即经典控制理论、离散控制系统、现代控制理论，各模块基本独立，其中经典控制理论为基本部分。全书共9章，主要内容有绪论、控制系统的数学模型、时域分析、根轨迹法、频域分析、稳定性分析、综合与校正，以及离散控制系统分析基础、现代控制理论基础。各章均配有一定数量的习题，主要章节设有相应理论方法的MATLAB实现一节，重点章节编入相应的设计实例。本书内容丰富，结构合理，叙述深入浅出，既体现理论的系统性，也注重方法的实用性。力图将机械大类各专业的通用性要求与各校的个性要求有机结合。
机械设计制造及其自动化、测控技术与仪器、车辆工程、智能制造工程、机器人工程等各相关专业均可选用此书作为教材及参考用书，相关工程技术人员也可选用此书作为参考。
*本书为新形态教材，在重点内容附近以二维码的形式链接了知识点讲解视频，便于学生课前预习和课后复习。
精彩内容
本书结合机械大类各专业及相近专业的发展和教学需要，较为系统地介绍了机械控制工程的基本内容。全书共由三个模块组成，即经典控制理论、离散控制系统、现代控制理论，各模块基本独立，其中经典控制理论为基本部分。全书共9章，主要内容有绪论、控制系统的数学模型、时域分析、根轨迹法、频域分析、稳定性分析、综合与校正，以及离散控制系统分析基础、现代控制理论基础。各章均配有一定数量的习题，主要章节设有相应理论方法的MATLAB实现一节，重点章节编入相应的设计实例。本书内容丰富，结构合理，叙述深入浅出，既体现理论的系统性，也注重方法的实用性。力图将机械大类各专业的通用性要求与各校的个性要求有机结合。 机械设计制造及其自动化、测控技术与仪器、车辆工程、智能制造工程、机器人工程等各相关专业均可选用此书作为教材及参考用书，相关工程技术人员也可选用此书作为参考。 *本书为新形态教材，在重点内容附近以二维码的形式链接了知识点讲解视频，便于学生课前预习和课后复习。
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