机械控制工程基础/普通高等教育机械类专业“十三五”规划教材
定 价:39 元
丛书名:普通高等教育机械类专业“十三五”规划教材
- 作者:王朝晖 著
- 出版时间:2018/8/1
- ISBN:9787569307009
- 出 版 社:西安交通大学出版社
- 中图法分类:TH-39
- 页码:212
- 纸张:胶版纸
- 版次:1
- 开本:16开
《机械控制工程基础/普通高等教育机械类专业“十三五”规划教材》介绍经典控制理论应用于机械传动系统中的基本原理和方法。内容包括机械控制系统的基本概念;典型机电系统在时域和频域中的数学模型;系统的瞬态响应性能指标分析;系统的稳定性分析;系统稳态误差的概念与计算方法;根轨迹曲线的概念;应用根轨迹法PID补偿校正系统;系统频率响应分析技术等。《机械控制工程基础/普通高等教育机械类专业“十三五”规划教材》在引入数学理论时辅以大量的计算实例讲解,学生在学完课程内容后可以按图索骥快速上手解决实际问题。
《机械控制工程基础/普通高等教育机械类专业“十三五”规划教材》可作为高等院校机械类、仪器仪表类等专业的本科生研究生专业课程教材使用,也可供相关专业技术人员在解决实际工程问题时参考查阅。
自动控制理论伴随着信息技术的迅猛发展,已经成为现代工业技术中不可或缺的基本理论。面向机械工程应用的自动控制理论有其自身的特点,相关的概念和应用技术方法,一般统称为“机械控制工程”或“机械工程控制理论‘’。1970年末这门课程被引入到机械类本科生专业教学计划中,作为一门技术基础课得到了越来越多的重视,经过几十年的课程建设,现在已经成为很多工科院校机械类本科生和研究生的必修课。
西安交通大学是国内最早开设这门课程的高校。当年阳含和教授(1920-1988)在学习了钱学森先生的《工程控制论》后,认为工程控制论的知识内容对机械类学生非常重要,高校应该开设这门课。1978年起他在西安,武汉和北京为国内部分高校的研究生和青年教师开设”机械控制工程“讲座。后来几位青年教师将听课笔记整理成讲义,进而修订编写成为教材并出版。机械控制工程的相关理论非常丰富,一直是西安交大机械电子工程学科的教学科研重点研究方向。课程内容曾经被划分为机械控制工程基础工,Ⅱ,Ⅲ三部分。第工部分就是本教材重点讲授的经典控制理论内容,面向本科生开设;第Ⅱ部分内容重点是现代控制理论;第Ⅲ部分是最新的智能控制理论。后两部分内容主要面向研究生讲授。
随着科学技术的不断进步,自动控制原理的应用技术也发生了很大的变化。例如在用经典控制理论分析设计系统时,频率响应法在过去一直是主流方法,因为这种方法具有手工快捷制图的优势。随着现当代信息产业革命的兴起,电子计算机的性能得以大幅提高。现在借助计算机程序很容易画出闭环控制系统的根轨迹曲线。利用根轨迹法和计算机仿真来分析设计闭环控制系统参数,其直观方便快捷的优势就显现出来了。作为高等院校工科专业开设的技术基础专业课程,教学内容必须要与当代科技发展水平相适应。这也是重新编写出版本教材的初衷。
本书综合了国内外相关教材和专著编写而成。主要内容包含经典控制理论的基本原理以及在机械系统中的应用方法:机械控制系统的基本概念;典型机电系统在时域和频域中的数学模型;系统的瞬态响应性能指标分析;系统的稳定性分析;系统稳态误差的概念与计算方法;根轨迹曲线的概念;应用根轨迹法PID补偿校正系统;系统频率响应分析技术等。本书内容安排上注重学以致用,在引入数学理论的同时,给出了大量的计算实例讲解。这样本书读者在面对实际工程问题时,可以按图索骥快速找出相应的解决方案。
在本书编写过程中,得到了教研室李小虎,董霞,要义勇等老师的指点。研究生王敬,程啸鹏,任凯,蔺旋,刘碉,李园等帮助完成了部分算例和课后练习题的收集整理工作,在此一并表示感谢。个人能力所限,书中难免有错讹疏漏。藉此就教于方家,欢迎批评指正。
第1章 绪论
1.1 自动控制理论简述
1.2 机械控制工程
1.3 机械控制系统基本概念与定义
1.4 课程性质与学习要求
复习思考题
第2章 数学建模
2.1 简述
2.2 Laplace积分变换
2.3 线性时不变系统
2.4 传递函数
2.5 典型机电系统建模
2.6 系统方框图
课后练习题
第3章 时域分析
3.1 时间响应与系统极点和零点
3.2 一阶系统的时间响应
3.3 二阶系统的时间响应
3.4 二阶系统时间响应性能指标
3.5 高阶系统时间响应
课后练习题
第4章 系统的稳定性
4.1 系统稳定性概念
4.2 Routh稳定性判据
4.3 Hurwitz稳定性判据
课后练习题
第5章 稳态误差
课后练习题
第6章 根轨迹曲线
6.1 根轨迹法基本原理
6.2 根轨迹曲线
6.3 系统根轨迹曲线应用
课后练习题
第7章 根轨迹法PID补偿校正系统
7.1 根轨迹法补偿校正系统原理
7.2 串联补偿改善系统稳态误差
7.3 串联补偿改善系统瞬态响应
7.4 串联补偿改善系统稳态误差和瞬态响应
7.5 反馈补偿
课后练习题
第8章 频率响应分析技术
8.1 系统频率响应的概念
8.2 Bode曲线
8.3 Nyquist曲线与系统稳定性判据
8.4 系统的相对稳定性
8.5 闭环系统频率响应性能指标
8.6 通过系统频率响应实验曲线估算系统传递函数
课后练习题
附录 Laplace积分变换