机械工程控制基础

作者简介

《普通高等教育机械类国家级特色专业系列规划教材:机械工程控制基础(第2版)》讲述了控制理论的基本原理及其在机械工程自动控制系统中的应用。全书共11章。第1～8章为经典控制理论部分，主要介绍了自动控制的基本概念、控制系统在时域和频域中数学模型的建立，分析了单输入单输出、线性、时不变系统的稳定性和稳态误差，阐述了线性控制系统的时域分析法、频域分析法、根轨迹法及设计校正方法，每章均有工程实例分析；第9章为离散控制系统部分；第10章为现代控制理论基础部分；第11章为智能控制理论基础部分。

《普通高等教育机械类国家级特色专业系列规划教材:机械工程控制基础(第2版)》可作为普通高等院校机械工程及自动化、机械电子工程、机械设计制造及其自动化等专业的教材，也可供相关工程技术人员参考。

书籍目录

第二版前言第一版前言第1章　绪论1.1 机械工程的发展与控制理论的应用1.2 机械工程自动控制系统的基本结构及工作原理1.2.1 机械装置产生的自动控制作用1.2.2 工作台位置自动控制系统1.2.3 工作台速度自动控制系统1.3 机械自动控制系统的分类1.4 对自动控制系统的基本要求习题第2章　控制系统的数学模型2.1 系统微分方程的建立2.2 非线性数学模型的线性化2.3 拉普拉斯变换2.3.1 复数和复变函数2.3.2 拉普拉斯变换2.3.3 典型时间函数的拉普拉斯变换2.3.4 拉普拉斯变换的基本性质2.3.5 拉普拉斯反变换2.4 传递函数2.4.1 传递函数的定义2.4.2 典型环节的传递函数2.5 系统方框图和信号流图2.5.1 系统方框图的组成2.5.2 环节的基本连接方式2.5.3 方框图的变换与简化2.5.4 系统的信号流图及梅森公式2.6 工作台位置自动控制系统的数学模型习题第3章　控制系统的时域分析法3.1 典型输入信号3.2 一阶系统的时间响应3.2.1 一阶系统的单位脉冲响应3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应3.2.3 一阶系统的单位斜坡响应3.3 二阶系统的时间响应3.3.1 二阶系统的单位脉冲响应3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应3.3.3 二阶系统的单位斜坡响应3.3.4 二阶系统时间响应的性能指标3.3.5 二阶系统计算举例3.4 高阶系统的时间响应分析3.5 工作台自动控制系统的时域分析习题第4章　控制系统的频域分析法4.1 频率特性概述4.1.1 频率特性4.1.2 频率特性的求法4.1.3 频率特性的特点和作用4.2 典型环节频率特性的奈奎斯特图4.2.1 奈奎斯特图的概念4.2.2 典型环节的奈奎斯特图4.3 系统奈奎斯特图的画法4.4 典型环节频率特性的伯德图4.4.1 伯德图的概念4.4.2 典型环节的伯德图4.4.3 绘制系统伯德图的步骤4.5 频域性能指标4.6 最小相位系统和非最小相位系统4.7 工作台自动控制系统的频域分析习题第5章　控制系统的稳定性5.1 系统稳定性的基本概念及稳定条件5.2 代数稳定性判据5.2.1 赫尔维茨判据5.2.2 劳斯判据5.3 几何稳定性判据5.3.1 幅角原理5.3.2 奈奎斯特稳定性判据5.3.3 含有积分环节和延时环节系统的稳定性分析5.3.4 根据伯德图判断系统的稳定性5.4 系统的相对稳定性5.5 工作台位置自动控制系统的稳定性分析习题第6章　控制系统的根轨迹分析法6.1 根轨迹与系统特性6.2 根轨迹的幅值条件和相角条件6.3 绘制根轨迹的基本规则6.4 应用MATLAB绘制根轨迹6.4.1 MATLAB基础6.4.2 应用MATLAB绘制根轨迹6.5 工作台位置自动控制系统的根轨迹分析习题第7章　控制系统的误差分析和计算7.1 系统稳态误差的基本概念7.1.1 系统复域误差7.1.2 系统时域稳态误差7.2 系统稳态误差的计算7.2.1 系统的类型7.2.2 系统的误差传递函数7.2.3 静态误差系数7.2.4 用伯德图确定误差常数7.2.5 扰动引起的误差7.3 减小稳态误差的途径7.4 动态误差7.5 工作台位置自动控制系统的误差分析习题第8章　控制系统性能校正8.1 概述8.2 系统的性能指标8.3 系统闭环零点、极点的分布与系统性能的关系8.3.1 系统单位阶跃输入响应8.3.2 闭环零点、极点的分布与系统性能的关系8.3.3 利用主导极点估计系统性能指标8.4 并联校正8.4.1 反馈校正8.4.2 顺馈校正8.5 串联校正8.5.1 伯德定理简介及应用8.5.2 相位超前校正8.5.3 相位滞后校正8.5.4 相位滞后一超前校正8.6 控制器类型8.6.1 比例控制器（P）8.6.2 比例积分控制器（PI）8.6.3 比例微分控制器（PD）8.6.4 比例积分微分控制器（PID）8.6.5 有源相位超前控制器8.6.6 有源相位滞后控制器8.6.7 有源相位滞后超前控制器8.7 按希望特性设计控制器8.7.1 典型Ⅰ系统（二阶希望特性系统）8.7.2 典型Ⅱ型系统（三阶希望特性系统）8.7.3 按希望特性设计控制器的图解法8.7.4 按希望特性设计控制器的直接法8.8工作台位置自动控制系统的设计习题第9章　离散控制系统9.1离散控制系统概述9.1.1 计算机控制系统的硬件结构9.1.2 模/数转换（A/D）9.1.3 数/模转换（D/A）9.2 Z变换和Z反变换9.2.1 Z变换的定义9.2.2 Z变换的性质9.2.3 Z反变换9.3 离散系统的传递函数9.3.1 离散传递函数的求法9.3.2 开环系统的脉冲传递函数9.3.3 闭环系统的脉冲传递函数9.4 离散系统的z域分析9.4.1 离散系统的稳定性分析9.4.2 极点分布与瞬态响应的关系9.4.3 离散系统的稳态误差9.5 离散系统的校正与设计9.5.1 模拟化设计法9.5.2 离散设计法9.5.3 PID数字控制器习题第10章　现代控制理论基础10.1 系统状态空间表达式的建立10.2 系统的传递矩阵10.3 线性定常系统状态方程的解法10.4 线性系统的可控性与可观测性10.4.1 线性系统的可控性10.4.2 线性系统的可观测性10.5 系统的状态反馈与输出反馈10.6 系统极点的配置10.7 离散系统的状态空间表达式10.7.1 离散系统状态空间表达式的建立10.7.2 离散系统的传递矩阵10.8 离散状态方程的解10.9 离散系统的稳定性分析10.10 离散系统的可控性与可观测性习题第11章　智能控制理论基础11.1 智能控制的结构理论11.2 习控制系统11.2.1 学习控制的发展11.2.2 学习控制的基本原理11.2.3 学习控制的应用举例11.3 模糊控制系统11.3.1 模糊控制的理论基础11.3.2 模糊控制的基本原理11.3.3 模糊控制的应用举例11.4 专家控制系统11.4.1 专家控制系统的结构11.4.2 专家系统的类型11.4.3 专家控制系统的应用举例11.5 人工神经网络控制系统11.5.1 人工神经元模型11.5.2 人工神经网络的构成11.5.3 人工神经网络的学习算法11.5.4 人工神经网络的应用举例11.6 仿人智能控制11.6.1 仿人智能控制的基本思想11.6.2 仿人智能控制的原型算法11.6.3 仿人智能控制器设计的基本步骤习题参考文献

编辑推荐

　　《机械工程控制基础（第2版）》对原书中的实例做了较大的修改，“工作台自动控制系统”这个例子贯穿于第1～8章，讲述了学习本课程的目的和意义。在第1章绪论中给出了“工作台自动控制系统”的基本结构和应该实现的自动控制目的和目标，突出了学习本课程的必要性；在第2～8章中通过各章后面的例子让读者加深对各章内容的理解，明确各章内容对一个自动控制系统的性能分析或系统设计所起的作用。此外对原书中部分内容的详略做了调整。

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