机械控制工程基础 第2版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

机械控制工程基础 第2版PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1 自动控制系统的基本原理1

1.1.1 控制系统举例1

1.1.2 反馈控制系统的构成4

1.2 自动控制系统的分类5

1.2.1 按控制系统有无反馈分类5

1.2.2 按控制作用的特点分类6

1.3 控制理论发展简史6

1.4 本课程的教学方法7

习题8

第2章 控制系统的数学模型10

2.1 控制系统的微分方程10

2.1.1 线性系统与非线性系统10

2.1.2 线性系统微分方程的列写11

2.1.3 系统非线性微分方程的线性化12

2.2 传递函数15

2.2.1 传递函数的定义15

2.2.2 传递函数的主要特点15

2.3 系统的方框图及其简化16

2.3.1 控制系统的基本连接方式16

2.3.2 扰动作用下的闭环控制系统18

2.3.3 方框图的绘制19

2.3.4 方框图的变换19

2.3.5 方框图的简化20

2.4 典型环节的传递函数21

2.5 利用MATLAB建立控制系统数学模型31

2.5.1 传递函数31

2.5.2 控制系统的零极点模型32

2.5.3 传递函数的特征根及零极点图34

2.5.4 控制系统的方框图模型34

本章小结37

习题38

第3章 时间响应分析40

3.1 时间响应的基本概念40

3.1.1 概念40

3.1.2 时间响应的组成41

3.1.3 典型输入信号41

3.2 一阶系统的时间响应44

3.2.1 一阶系统的单位阶跃响应44

3.2.2 一阶系统的单位脉冲响应46

3.2.3 一阶系统的单位斜坡响应46

3.2.4 线性定常系统时间响应的性质47

3.3 二阶系统的时间响应48

3.3.1 二阶系统的单位阶跃响应49

3.3.2 二阶系统的单位脉冲响应53

3.4 瞬态响应的性能指标54

3.5 误差分析与计算60

3.5.1 基本概念60

3.5.2 稳态误差的计算62

3.5.3 输入信号作用下的稳态误差与系统的关系63

3.5.4 干扰引起的稳态误差和系统的总误差65

3.6 基于MATLAB的控制系统时域分析66

本章小结71

习题72

第4章 频率特性分析75

4.1 频率特性的基本概念75

4.1.1 频率响应和频率特性75

4.1.2 频率特性的求取方法76

4.2 频率特性的图示法76

4.2.1 频率特性的极坐标图76

4.2.2 频率特性的对数坐标图77

4.3 典型环节的频率特性77

4.3.1 比例环节78

4.3.2 惯性环节78

4.3.3 积分环节80

4.3.4 微分环节81

4.3.5 振荡环节82

4.3.6 延迟环节84

4.3.7 一阶微分环节85

4.3.8 二阶微分环节86

4.4 系统开环频率特性86

4.4.1 系统的开环Bode图的绘制86

4.4.2 系统开环Nyquist图的绘制88

4.4.3 开环频率特性与闭环系统性能的关系89

4.5 最小相位系统92

4.5.1 最小相位系统的定义92

4.5.2 最小相位系统的特点92

4.6 系统闭环频率特性93

4.6.1 闭环频率特性93

4.6.2 频率特性的特征量97

4.6.3 二阶系统的频域性能指标98

4.7 频率实验法估计系统的数学模型98

4.7.1 频率实验法一般步骤98

4.7.2 举例99

4.8 利用MATLAB进行控制系统的频率分析100

本章小结103

习题104

第5章 控制系统的稳定性106

5.1 系统稳定的条件106

5.1.1 稳定性的概念106

5.1.2 系统稳定的充要条件107

5.2 Routh稳定判据108

5.2.1 Routh表108

5.2.2 Routh稳定判据109

5.2.3 Routh表首列构成的四种情形110

5.3 Nyquist稳定判据113

5.3.1 理论基础114

5.3.2 Nyquist轨迹及其映射117

5.3.3 Nyquist稳定判据118

5.3.4 应用举例119

5.4 稳定性裕量128

5.4.1 相位裕量128

5.4.2 幅值裕量128

5.4.3 几点说明130

5.5 利用MATLAB进行控制系统的稳定性分析131

本章小结134

习题135

第6章 系统的综合与校正139

6.1 概述139

6.1.1 控制系统的性能指标139

6.1.2 控制系统的校正141

6.2 串联校正142

6.2.1 相位超前校正143

6.2.2 相位滞后校正145

6.2.3 相位滞后-超前校正147

6.3 反馈和顺馈校正148

6.3.1 反馈校正148

6.3.2 顺馈校正150

6.4 PID控制器150

6.4.1 PD控制器150

6.4.2 PID控制器设计155

6.4.3 PID控制器161

6.5 利用MATLAB进行控制系统的校正164

6.5.1 相位超前校正165

6.5.2 相位滞后校正168

6.5.3 相位滞后-超前校正171

6.5.4 PID校正172

本章小结175

习题176

第7章 根轨迹法180

7.1 根轨迹的基本概念180

7.1.1 根轨迹的定义180

7.1.2 闭环零、极点与开环零、极点的关系182

7.1.3 根轨迹方程183

7.2 根轨迹的绘制183

7.2.1 绘制根轨迹的基本条件183

7.2.2 绘制规则185

7.2.3 绘制举例191

7.3 参数根轨迹195

7.4 多回路根轨迹197

7.5 零度根轨迹199

7.5.1 局部正反馈回路的根轨迹199

7.5.2 非最小相位系统零度根轨迹202

7.6 延迟系统根轨迹203

7.6.1 绘制延迟系统根轨迹的条件203

7.6.2 绘制延迟系统根轨迹的基本规则204

7.7 控制系统根轨迹分析方法207

7.7.1 利用根轨迹确定系统参数207

7.7.2 利用闭环主导极点估算系统的性能指标210

7.7.3 用根轨迹分析系统的动态性能212

7.7.4 用根轨迹分析系统的稳态性能214

7.7.5 开环零点、极点分布对系统性能的影响215

7.8 利用MATLAB进行控制系统根轨迹分析217

7.8.1 绘制根轨迹的MATLAB函数217

7.8.2 用MATLAB绘制多回路根轨迹和求高阶代数方程的根219

本章小结220

习题221

第8章 非线性系统223

8.1 非线性系统的基本概念223

8.1.1 典型的非线性特性223

8.1.2 非线性系统的特殊性225

8.1.3 非线性控制系统的分析研究方法227

8.2 描述函数法228

8.2.1 描述函数法的基本概念228

8.2.2 典型非线性特性的描述函数229

8.2.3 用描述函数法分析系统的稳定性237

8.3 相平面法244

8.3.1 相平面的基本概念244

8.3.2 相轨迹的绘制方法245

8.3.3 由相轨迹求时间信息247

8.4 相平面分析249

8.4.1 线性系统的相平面分析249

8.4.2 非线性系统的相平面分析252

8.5 非线性系统的仿真分析258

8.6 利用Simulink进行非线性系统的分析设计261

本章小结264

习题264

第9章 采样控制系统267

9.1 概述267

9.2 采样过程及采样定理268

9.2.1 采样过程268

9.2.2 采样定理270

9.3 保持器272

9.3.1 信号的恢复272

9.3.2 零阶保持器272

9.3.3 一阶保持器274

9.4 采样系统的数学模型275

9.4.1 差分方程275

9.4.2 脉冲传递函数277

9.5 采样系统的稳定性分析285

9.5.1 采样系统稳定的条件285

9.5.2 代数判据286

9.5.3 采样系统的稳态误差288

9.5.4 采样系统的动态性能分析291

9.5.5 采样系统的校正296

9.6 利用MATLAB进行采样控制系统分析301

9.6.1 z变换与z反变换301

9.6.2 采样控制系统设计302

本章小结304

习题305

附录309

附录A 拉普拉斯变换309

附录B z变换321

附录C 机械控制工程虚拟实验系统331

参考文献337