机械工程控制基础PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

机械工程控制基础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 引言1

1.2 自动控制的基本概念：反馈1

1.3 开环控制和闭环控制3

1.4 自动控制系统的基本组成5

1.5 对控制系统性能的要求6

1.6 自动控制系统的分类7

1.6.1 按给定信号的特征划分7

1.6.2 按系统的数学描述划分8

1.6.3 按信号传递的连续性划分9

1.6.4 按系统的输入与输出信号的数量划分10

1.7 控制系统实例11

1.7.1 内燃机的转速控制系统11

1.7.2 汽车ABS控制系统12

1.7.3 液位控制系统13

1.8 MATLAB简介14

习题15

第2章 控制系统的数学模型19

2.1 时间域数学模型：微分方程19

2.1.1 系统微分方程的建立及举例19

2.1.2 非线性系统的线性化21

2.2 复数域数学模型：传递函数23

2.2.1 传递函数的定义24

2.2.2 传递函数的性质24

2.3 频率域数学模型：频率特性25

2.4 典型环节的数学模型25

2.5 控制系统的方块图30

2.5.1 方块图的组成单元30

2.5.2 方块图的建立31

2.5.3 方块图的运算法则33

2.5.4 方块图的简化法则35

2.5.5 方块图简化37

2.5.6 梅逊公式求传递函数40

2.6 控制系统常用的传递函数41

2.7 典型系统的数学模型42

2.7.1 机械系统42

2.7.2 电气系统43

2.7.3 液位系统44

2.8 MATLAB在数学模型中的应用44

习题47

第3章 时域分析法52

3.1 典型测试信号52

3.1.1 阶跃函数52

3.1.2 斜坡函数53

3.1.3 抛物线函数53

3.1.4 脉冲函数54

3.1.5 正弦函数54

3.2 控制系统的稳定性分析55

3.2.1 稳定性的基本概念55

3.2.2 线性定常系统稳定的充分必要条件56

3.2.3 劳斯（Routh）稳定判据56

3.3 控制系统的稳态误差分析60

3.3.1 误差及稳态误差定义61

3.3.2 利用终值定理求稳态误差61

3.3.3 系统的型别与开环增益62

3.3.4 稳态误差系数和稳态误差计算63

3.3.5 典型信号合成输入67

3.3.6 扰动作用下的稳态误差计算69

3.3.7 给定输入、扰动共同作用下系统的误差70

3.3.8 减小稳态误差的方法71

3.4 控制系统的动态性能指标71

3.5 一阶系统的动态响应及性能分析72

3.5.1 数学模型72

3.5.2 典型输入响应73

3.6 二阶系统的动态响应及性能分析77

3.6.1 二阶系统数学模型的标准式77

3.6.2 典型二阶系统的单位阶跃响应78

3.6.3 二阶欠阻尼系统的动态性能指标80

3.6.4 二阶系统单位脉冲响应的MATLAB求解86

3.6.5 二阶系统单位斜坡响应的MATLAB求解87

3.7 高阶系统时间响应及MATLAB求解88

3.8 MATLAB在时域分析中的应用90

习题92

第4章 频域分析法95

4.1 频率响应95

4.2 系统的频率特性97

4.2.1 系统的频率特性97

4.2.2 频率特性的性质和作用99

4.2.3 频率特性的求取方法99

4.2.4 频率特性的实例100

4.3 频率特性的奈奎斯特图示方法101

4.4 典型环节频率特性分析101

4.4.1 比例环节101

4.4.2 积分环节102

4.4.3 理想微分环节103

4.4.4 惯性环节103

4.4.5 一阶微分环节105

4.4.6 振荡环节105

4.4.7 二阶微分环节107

4.4.8 延迟环节107

4.5 控制系统的开环奈奎斯特图108

4.5.1 绘制系统的开环奈奎斯特图的一般步骤108

4.5.2 奈奎斯特图的一般形状109

4.6 奈奎斯特稳定判据113

4.6.1 辅助函数F（s）113

4.6.2 辐角原理114

4.6.3 奈奎斯特稳定判据115

4.6.4 奈奎斯特稳定判据判别步骤116

4.6.5 开环含有积分环节时的奈奎斯特轨迹118

4.6.6 开环含有延时环节时的奈奎斯特轨迹119

4.6.7 奈奎斯特稳定判据例题119

4.7 频率特性的图示法——伯德图120

4.8 典型环节的伯德图122

4.9 控制系统的开环伯德图134

4.10 伯德图稳定判据140

4.11 闭环伯德图145

4.11.1 闭环伯德图与闭环频域指标145

4.11.2 闭环伯德图的绘制146

4.12 控制系统的相对稳定性149

4.12.1 相位裕度γ150

4.12.2 幅值裕度Kg151

4.12.3 相位裕度γ和幅值裕度Kg的求解方法152

4.12.4 稳定裕度与系统的稳定性153

4.13 用MATLAB实现线性系统的频域分析154

4.13.1 绘制伯德图和奈奎斯特图154

4.13.2 系统分析155

4.13.3 举例156

习题163

第5章 控制系统的校正与设计167

5.1 校正和设计概述167

5.1.1 控制系统的校正167

5.1.2 系统的性能指标167

5.1.3 期望的伯德图167

5.1.4 校正装置的种类及特点169

5.2 串联校正170

5.2.1 串联超前校正170

5.2.2 串联滞后校正174

5.2.3 串联超前-滞后校正177

5.2.4 串联超前校正、滞后校正和超前-滞后校正的比较180

5.3 PID校正180

5.3.1 PID控制器180

5.3.2 基本控制规律181

5.4 局部反馈校正184

5.4.1 反馈校正原理184

5.4.2 反馈校正装置的设计步骤185

5.5 复合控制186

5.5.1 按输入补偿的复合控制186

5.5.2 按扰动补偿的复合控制187

5.6 MATLAB在系统校正中的应用187

5.6.1 串联超前校正188

5.6.2 PID校正192

习题195

附录 拉普拉斯变换及其逆变换197

主要参考文献201