机械工程控制基础
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全新
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作者代春香，李敏，郭丽红 著
出版社华中科技大学出版社
ISBN9787568044547
出版时间2018-09
装帧平装
开本16开
定价44.8元
货号25339494
上书时间2024-10-29
商品详情
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前言
本书是为本科院校的机械工程类专业的“机械工程控制基础”“自动控制理论”等课程编写的教材。书中介绍了控制系统的基本概念和有关的名词术语，并详细介绍了控制系统的组成、工作原理以及分析方法。在各知识点后，通过例题讲解了其在实际系统中的分析运用，以帮助学生更容易理解相关知识点。本书除了进行数值解的相关计算，还通过MATLAB软件进行了数值解验证和图形的绘制等，便于加强数理基础与专业知识间的联合运用。本书有如下特点：(1) 在每章内容编排上，由基本到简单组合再到综合，循序渐进，由浅入深，既照顾了大多数读者，又照顾了学有余力、想进一步学习深造的读者；同时也便于教师根据教学要求和学时取舍内容。(2) 篇幅紧凑，内容精简,以课程基本要求为主，对基本概念、原理的叙述简明准确，便于掌握；不过分追求理论体系的严谨，例如简化公式推导，贯彻“以应用为目的”的原则等。(3) 例题和习题尽量选取生活和工程实际中常见的、易理解的题目，有利于学生解题能力的培养。例题的分析和解题过程叙述详尽，思路清晰。本书由四川大学锦城学院代春香、武昌工学院李敏和四川大学锦城学院郭丽红担任主编，由武汉华夏理工学院叶仁虎和华南理工大学广州学院王蕊担任副主编。全书共7章，其中郭丽红编写第1章，叶仁虎编写第2章，王蕊编写第3章，李敏编写第4章和第7章，代春香编写第5章和第6章。全书由代春香、李敏、郭丽红进行统稿。本书在编写过程中，得到了有关领导和同事们的大力支持，引用了部分同类教材中的资料、图表和例题，在此表示衷心感谢。因编者水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，恳切希望广大读者批评指正。
导语摘要
本书是根据本科机械专业人才培养目标，总结近年来的教学改革与实践，参考经典控制理论资料编写而成的。内容包括机械工程控制的基本概念、系统的数学模型、时间响应分析、频率特性分析、系统的稳定性分析、系统的性能指标与校正、离散系统分析等，并配例题讲解、MATLAB运用于系统的分析解题示例及习题，可以更好地帮助读者理解相关内容。本书可供本科院校的机械工程类专业，特别是机械设计制造、自动化、机电类专业等作为教材使用，也可供相关工程技术人员参考。
商品简介
本书是根据本科机械专业人才培养目标，总结近年来的教学改革与实践，参考经典控制理论资料编写而成的。内容包括机械工程控制的基本概念、系统的数学模型、时间响应分析、频率特性分析、系统的稳定性分析、系统的性能指标与校正、离散系统分析等，并配例题讲解、MATLAB运用于系统的分析解题示例及习题，可以更好地帮助读者理解相关内容。本书可供本科院校的机械工程类专业，特别是机械设计制造、自动化、机电类专业等作为教材使用，也可供相关工程技术人员参考。
目录
第1章绪论(1)
1.1概述(1)
1.2控制系统的分类(2)
1.2.1研究对象与任务(2)
1.2.2系统的分类(4)
1.2.3系统及其模型(6)
1.3控制系统的基本原理(8)
1.3.1自动控制理论(8)
1.3.2反馈控制理论(9)
1.3.3反馈控制系统的组成(9)
1.3.4控制系统的基本要求(11)
1.4控制系统的示例(11)
1.5控制系统的分析与设计工具(12)
1.5.1MATLAB概述(12)
1.5.2控制系统工具箱(12)
1.5.3MATLAB辅助分析与设计(13)
本章小结(17)
习题(17)
第2章控制系统的数学模型(18)
2.1傅里叶变换与拉普拉斯变换(18)
2.1.1傅里叶变换(18)
2.1.2拉普拉斯变换(20)
2.2控制系统的微分方程(31)
2.2.1概述(31)
2.2.2列写微分方程的一般方法(32)
2.2.3非线性微分方程的线性化(35)
2.2.4相似原理(37)
2.3控制系统的传递函数(38)
2.3.1传递函数(39)
2.3.2传递函数的零点、极点和放大系数(40)
2.3.3系统的状态空间模型 (42)
2.3.4典型环节的传递函数(45)
2.4控制系统的传递函数方框图及其简化(52)
2.4.1传递函数方框图的组成和绘制(52)
2.4.2传递函数方框图的等效变换和简化(58)
2.5考虑扰动的控制系统的传递函数(63)
2.5.1系统开环传递函数(63)
2.5.2主令输入xi(t)作用下系统的闭环传递函数(64)
2.5.3干扰n(t)作用下系统的闭环传递函数(64)
2.5.4系统的总输出(65)
2.6基于MATLAB建立数学模型(65)
2.6.1基于MATLAB建立系统的传递模型(65)
2.6.2基于MATLAB建立系统的零极点增益模型(66)
2.6.3基于MATLAB建立系统的状态空间模型(67)
本章小结(68)
习题(68)
目录机械工程控制基础第3章控制系统的时间响应分析(73)
3.1时间响应及其组成(73)
3.1.1时间响应(73)
3.1.2时间响应的组成(73)
3.2系统的时域性能指标(74)
3.2.1典型输入信号(74)
3.2.2动态过程和稳态过程(77)
3.2.3动态性能和稳态性能(77)
3.3一阶系统的时域分析(78)
3.3.1一阶系统的数学模型(78)
3.3.2一阶系统的单位阶跃响应(79)
3.3.3一阶系统的单位脉冲响应(80)
3.3.4一阶系统的单位斜坡响应(81)
3.3.5一阶系统的单位加速度响应(81)
3.4二阶系统的时域分析(82)
3.4.1二阶系统的数学模型(82)
3.4.2二阶系统的单位阶跃响应(83)
3.4.3二阶系统的单位脉冲响应(88)
3.4.4二阶系统的计算举例(89)
3.5高阶系统的时域分析(91)
3.5.1高阶系统的单位阶跃响应(92)
3.5.2闭环主导极点及其动态性能分析(93)
3.6系统误差分析与计算(94)
3.6.1系统的误差和偏差(94)
3.6.2系统的误差计算(95)
3.6.3系统的类型(96)
3.6.4系统的稳态误差和稳态偏差(96)
3.7基于MATLAB的系统时间响应分析(101)
3.7.1基于MATLAB的时间响应(101)
3.7.2基于MATLAB的瞬态性能指标(105)
本章小结(107)
习题(108)
第4章控制系统的频率特性分析(112)
4.1频率特性概述(112)
4.1.1频率特性的基本概念(112)
4.1.2频率特性的求法及几何表示(113)
4.1.3频率特性的特点和作用(115)
4.1.4频率特性的图示方法(116)
4.2频率特性的Nyquist图(117)
4.2.1Nyquist图及其一般物理意义(117)
4.2.2Nyquist图的一般形状(118)
4.3频率特性的Bode图(122)
4.3.1Bode图概述(122)
4.3.2典型环节的Bode图绘制(122)
4.3.3绘制系统Bode图的步骤与实例(127)
4.4频率特性的相关参数(130)
4.5小相位系统和非小相位系统(131)
4.6基于MATLAB的频率特性分析(132)
4.6.1基于MATLAB绘制Nyquist图(132)
4.6.2基于MATLAB绘制Bode图(133)
4.6.3基于MATLAB求系统的频域指标(135)
本章小结(136)
习题(136)
第5章控制系统的稳定性分析(139)
5.1系统稳定性概述(139)
5.1.1系统不稳定现象(139)
5.1.2系统稳定的定义和条件(140)
5.1.3系统稳定性的扩展(142)
5.2劳斯稳定判据(143)
5.2.1线性系统稳定的必要条件(143)
5.2.2劳斯稳定判据(144)
5.2.3劳斯判据的特殊情况(147)
5.2.4劳斯稳定判据的应用(151)
5.3Nyquist稳定判据(152)
5.3.1Nyquist稳定判据数学基础(152)
5.3.2Nyquist稳定判据(154)
5.3.3开环含有特殊环节时的Nyquist分析(156)
5.3.4Nyquist判据的相关说明及应用举例(157)
5.4Bode稳定判据(160)
5.4.1Bode图和Nyquist图的对应分析(160)
5.4.2穿越的概念(161)
5.4.3Bode判据(162)
5.4.4条件稳定系统(162)
5.5系统的相对稳定性(163)
5.5.1相位裕度(163)
5.5.2幅值裕度(164)
5.5.3Bode稳定判据举例(165)
5.5.4影响系统稳定性的主要因素(169)
5.6闭环系统的频域性能指标(169)
5.6.1由开环频率特性估计闭环频率特性(169)
5.6.2闭环系统的频域性能指标(170)
5.6.3时域指标与频域指标的关系(171)
5.7基于MATLAB的系统稳定性分析(173)
5.7.1基于MATLAB求解系统的特征根(173)
5.7.2基于MATLAB求系统的频域参数和判定相对稳定性(174)
本章小结(175)
习题(175)
第6章系统的性能指标与校正(178)
6.1系统的设计与校正问题(178)
6.1.1系统的性能指标(178)
6.1.2系统带宽的确定(180)
6.1.3校正的概念及分类(181)
6.1.4基本控制规律(183)
6.2串联校正(186)
6.2.1频率特性法校正设计(186)
6.2.2串联超前校正(186)
6.2.3相位滞后校正(190)
6.2.4相位滞后超前校正(193)
6.3PID校正(196)
6.3.1PID 控制规律(196)
6.3.2PID 调节器设计(197)
6.4反馈校正(198)
6.4.1位置反馈校正(198)
6.4.2速度反馈校正(199)
6.5基于MATLAB设计系统校正(200)
本章小结(202)
习题(202)
第7章离散系统分析(205)
7.1离散控制系统概述(205)
7.1.1采样控制系统与数字控制系统(205)
7.1.2A/D转换器与D/A转换器(206)
7.1.3离散控制系统的特点(208)
7.2信号的采样与采样定理(208)
7.2.1信号采样(208)
7.2.2采样定理(209)
7.2.3采样的保持(211)
7.3离散控制系统的数学模型——差分方程(212)
7.3.1线性常系数差分方程(213)
7.3.2差分方程的解法(214)
7.4离散控制系统的传递函数(215)
7.4.1脉冲传递函数的定义与求解(216)
7.4.2脉冲传递函数的建立(217)
7.5离散控制系统分析(221)
7.5.1离散控制系统稳定性分析(221)
7.5.2离散控制系统动态性能分析(224)
7.5.3离散控制系统稳态性能分析(226)
7.6基于MATLAB的离散系统分析与校正(228)
7.6.1连续系统的离散化(229)
7.6.2离散系统的单位阶跃响应(229)
7.6.3离散系统的频域响应(230)
本章小结(231)
习题(232)
参考文献(234)
内容摘要
本书是根据本科机械专业人才培养目标，总结近年来的教学改革与实践，参考经典控制理论资料编写而成的。内容包括机械工程控制的基本概念、系统的数学模型、时间响应分析、频率特性分析、系统的稳定性分析、系统的性能指标与校正、离散系统分析等，并配例题讲解、MATLAB运用于系统的分析解题示例及习题，可以更好地帮助读者理解相关内容。本书可供本科院校的机械工程类专业，特别是机械设计制造、自动化、机电类专业等作为教材使用，也可供相关工程技术人员参考。
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