机械控制工程基础(第2版)
￥29.00定价
作者： 王仲民
出版时间：2014年7月
出版社：国防工业出版社
获奖信息：普通高等院校十二五规划教材·机械工程学科
- 国防工业出版社
- 9787118095395
- 88930
- 2014年7月
- TH-39
内容简介
王仲民主编的《机械控制工程基础(第2版)》主要介绍了控制工程的基本概念和基础知识，以及MATLAB软件在控制系统分析与设计中的应用。全书共分7章，内容包括绪论、控制系统的数学模型、控制系统的时域分析、控制系统的频域分析、控制系统的根轨迹、控制系统的综合与校正以及控制工程典型案例等部分。每章前配有“主要内容”、“重点与难点”和“基本要求”，章后配有“本章小结”和“思考题与习题”，便于读者学习和巩固所学知识。并在书后附有部分习题的参考答案，以配合课堂教学，帮助读者准确理解有关概念，掌握解题方法与技巧。
全书章节内容连贯，系统性强。注重控制理论在机械工程中的应用，并结合机械系统实例，对系统进行分析与设计，为学生将来运用控制理论解决机械工程中的实际问题打下基础。
本书可作为应用型本科院校机械工程类专业、测控技术、仪器类专业及高职高专院校自动化类专业的教材，也可供相关领域的工程技术人员参考。
全书章节内容连贯，系统性强。注重控制理论在机械工程中的应用，并结合机械系统实例，对系统进行分析与设计，为学生将来运用控制理论解决机械工程中的实际问题打下基础。
本书可作为应用型本科院校机械工程类专业、测控技术、仪器类专业及高职高专院校自动化类专业的教材，也可供相关领域的工程技术人员参考。
目录
第1章 绪论
1.1 引言
1.1.1 控制理论的发展
1.1.2 MATLAB工程软件
1.2 自动控制系统的基本概念
1.2.1 自动控制系统的工作原理
1.2.2 自动控制系统的基本控制方式
1.2.3 自动控制系统的基本组成
1.3 自动控制系统的分类
1.4 对控制系统的基本要求
1.5 本课程的学习方法
本章小结
思考题与习题
第2章 控制系统的数学模型
2.1 拉普拉斯变换的数学方法
2.1.1 复数与复变函数
2.1.2 拉普拉斯变换
2.1.3 拉普拉斯变换定理
2.1.4 拉普拉斯逆变换
2.1.5 用拉普拉斯变换解微分方程
2.2 控制系统的微分方程
2.2.1 线性系统微分方程的建立
2.2.2 非线性系统微分方程的线性化
2.3 传递函数
2.3.1 传递函数概述
2.3.2 典型环节的传递函数
2.3.3 传递函数的标准形式
2.4 控制系统的结构图及其等效变换
2.4.1 结构图概述
2.4.2 结构图等效变换
2.5 控制系统的传递函数
2.5.1 系统开环传递函数
2.5.2 系统闭环传递函数
2.6 信号流图与Mason公式
2.6.1 信号流图
2.6.2 Mason公式
2.7 控制系统数学模型的MATLAB实现
2.7.1 拉普拉斯变换与逆变换
2.7.2 传递函数的MATLAB描述
2.7.3 数学模型的转换
2.7.4 系统结构图的简化
本章小结
思考题与习题
第3章 控制系统的时域分析
3.1 时间响应与典型输入信号
3.1.1 时间响应的概念
3.1.2 典型输入信号
3.2 一阶系统的时间响应
3.2.1 一阶系统的数学模型
3.2.2 一阶系统的单位脉冲响应
3.2.3 一阶系统的单位阶跃响应
3.2.4 一阶系统的单位速度响应
3.3 二阶系统的时间响应
3.3.1 二阶系统的数学模型
3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应
3.4 瞬态响应的性能指标
3.5 稳态误差分析与计算
3.5.1 稳态误差的概念
3.5.2 稳态误差的计算
3.5.3 稳态误差系数
3.5.4 干扰作用下的稳态误差
3.6 控制系统的稳定性分析
3.6.1 系统稳定性的基本概念
3.6.2 Routh-Hurwitz稳定判据
3.7 MATLAB环境下时域响应分析
本章小结
思考题与习题
第4章 控制系统的频域分析
4.1 频率特性的基本概念
4.1.1 频率特性概述
4.1.2 频率特性的求取方法
4.1.3 频率特性的表示法
4.2 典型环节的频率特性
4.2.1 比例环节
4.2.2 积分环节
4.2.3 惯性环节
4.2.4 振荡环节
4.2.5 微分环节
4.2.6 延时环节
4.2.7 最小相位系统与非最小相位系统
4.3 控制系统的开环频率特性
4.3.1 系统开环幅相频率特性
4.3.2 系统开环对数频率特性
4.4 控制系统的频域稳定性分析
4.4.1 系统开环频率特性与闭环特征式的关系
4.4.2 幅角变化与系统稳定性的关系
4.4.3 Nyquist稳定判据
4.4.4 应用Bode图判断闭环系统的稳定性
4.5 开环频率特性分析
4.5.1 开环频域性能指标
4.5.2 开环频率特性与时域指标的关系
4.5.3 开环频域指标与中频段特性
4.6 闭环频率特性分析
4.6.1 闭环频率特性
4.6.2 闭环频域指标
4.6.3 闭环频域指标与时域指标
4.7 MATLAB在系统频域分析中的应用
本章小结
思考题与习题
第5章 控制系统的根轨迹
5.1 根轨迹与控制系统特性
5.1.1 根轨迹基本概念
5.1.2 相角条件和幅值条件
5.2 绘制根轨迹的基本法则
5.2.1 常规根轨迹
5.2.2 参数根轨迹
5.3 用根轨迹分析控制系统性能
5.4 利用MATLAB绘制系统根轨迹
本章小结
思考题与习题
第6章 控制系统的综合与校正
6.1 控制系统校正的基本概念
6.1.1 控制系统校正与校正装置
6.1.2 控制系统的性能指标
6.1.3 校正方式
6.2 常用校正装置及其特性
6.2.1 超前校正装置
6.2.2 滞后校正装置
6.2.3 滞后—超前校正装置
6.3 串联校正
6.3.1 相位超前校正
6.3.2 相位滞后校正
6.3.3 串联滞后—超前校正
6.4 并联校正
6.4.1 反馈校正
6.4.2 前馈校正
6.5 MATLAB在系统校正中的应用
本章小结
思考题与习题
第7章 控制工程典型案例
7.1 海底隧道钻机控制系统
7.2 哈勃太空望远镜指向控制系统
7.3 火星漫游车转向控制系统
7.4 遥控侦察车速度控制系统
7.5 雕刻机控制系统
7.6 转子绕线机控制系统
7.7 六足机器人单足控制系统
7.8 打印机皮带驱动系统
附录A 常用函数的拉普拉斯变换表
附录B 常用控制工程术语汉英对照表
思考题与习题参考答案
参考文献
1.1 引言
1.1.1 控制理论的发展
1.1.2 MATLAB工程软件
1.2 自动控制系统的基本概念
1.2.1 自动控制系统的工作原理
1.2.2 自动控制系统的基本控制方式
1.2.3 自动控制系统的基本组成
1.3 自动控制系统的分类
1.4 对控制系统的基本要求
1.5 本课程的学习方法
本章小结
思考题与习题
第2章 控制系统的数学模型
2.1 拉普拉斯变换的数学方法
2.1.1 复数与复变函数
2.1.2 拉普拉斯变换
2.1.3 拉普拉斯变换定理
2.1.4 拉普拉斯逆变换
2.1.5 用拉普拉斯变换解微分方程
2.2 控制系统的微分方程
2.2.1 线性系统微分方程的建立
2.2.2 非线性系统微分方程的线性化
2.3 传递函数
2.3.1 传递函数概述
2.3.2 典型环节的传递函数
2.3.3 传递函数的标准形式
2.4 控制系统的结构图及其等效变换
2.4.1 结构图概述
2.4.2 结构图等效变换
2.5 控制系统的传递函数
2.5.1 系统开环传递函数
2.5.2 系统闭环传递函数
2.6 信号流图与Mason公式
2.6.1 信号流图
2.6.2 Mason公式
2.7 控制系统数学模型的MATLAB实现
2.7.1 拉普拉斯变换与逆变换
2.7.2 传递函数的MATLAB描述
2.7.3 数学模型的转换
2.7.4 系统结构图的简化
本章小结
思考题与习题
第3章 控制系统的时域分析
3.1 时间响应与典型输入信号
3.1.1 时间响应的概念
3.1.2 典型输入信号
3.2 一阶系统的时间响应
3.2.1 一阶系统的数学模型
3.2.2 一阶系统的单位脉冲响应
3.2.3 一阶系统的单位阶跃响应
3.2.4 一阶系统的单位速度响应
3.3 二阶系统的时间响应
3.3.1 二阶系统的数学模型
3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应
3.4 瞬态响应的性能指标
3.5 稳态误差分析与计算
3.5.1 稳态误差的概念
3.5.2 稳态误差的计算
3.5.3 稳态误差系数
3.5.4 干扰作用下的稳态误差
3.6 控制系统的稳定性分析
3.6.1 系统稳定性的基本概念
3.6.2 Routh-Hurwitz稳定判据
3.7 MATLAB环境下时域响应分析
本章小结
思考题与习题
第4章 控制系统的频域分析
4.1 频率特性的基本概念
4.1.1 频率特性概述
4.1.2 频率特性的求取方法
4.1.3 频率特性的表示法
4.2 典型环节的频率特性
4.2.1 比例环节
4.2.2 积分环节
4.2.3 惯性环节
4.2.4 振荡环节
4.2.5 微分环节
4.2.6 延时环节
4.2.7 最小相位系统与非最小相位系统
4.3 控制系统的开环频率特性
4.3.1 系统开环幅相频率特性
4.3.2 系统开环对数频率特性
4.4 控制系统的频域稳定性分析
4.4.1 系统开环频率特性与闭环特征式的关系
4.4.2 幅角变化与系统稳定性的关系
4.4.3 Nyquist稳定判据
4.4.4 应用Bode图判断闭环系统的稳定性
4.5 开环频率特性分析
4.5.1 开环频域性能指标
4.5.2 开环频率特性与时域指标的关系
4.5.3 开环频域指标与中频段特性
4.6 闭环频率特性分析
4.6.1 闭环频率特性
4.6.2 闭环频域指标
4.6.3 闭环频域指标与时域指标
4.7 MATLAB在系统频域分析中的应用
本章小结
思考题与习题
第5章 控制系统的根轨迹
5.1 根轨迹与控制系统特性
5.1.1 根轨迹基本概念
5.1.2 相角条件和幅值条件
5.2 绘制根轨迹的基本法则
5.2.1 常规根轨迹
5.2.2 参数根轨迹
5.3 用根轨迹分析控制系统性能
5.4 利用MATLAB绘制系统根轨迹
本章小结
思考题与习题
第6章 控制系统的综合与校正
6.1 控制系统校正的基本概念
6.1.1 控制系统校正与校正装置
6.1.2 控制系统的性能指标
6.1.3 校正方式
6.2 常用校正装置及其特性
6.2.1 超前校正装置
6.2.2 滞后校正装置
6.2.3 滞后—超前校正装置
6.3 串联校正
6.3.1 相位超前校正
6.3.2 相位滞后校正
6.3.3 串联滞后—超前校正
6.4 并联校正
6.4.1 反馈校正
6.4.2 前馈校正
6.5 MATLAB在系统校正中的应用
本章小结
思考题与习题
第7章 控制工程典型案例
7.1 海底隧道钻机控制系统
7.2 哈勃太空望远镜指向控制系统
7.3 火星漫游车转向控制系统
7.4 遥控侦察车速度控制系统
7.5 雕刻机控制系统
7.6 转子绕线机控制系统
7.7 六足机器人单足控制系统
7.8 打印机皮带驱动系统
附录A 常用函数的拉普拉斯变换表
附录B 常用控制工程术语汉英对照表
思考题与习题参考答案
参考文献
