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編輯推薦: |
配套资源:电子课件
本书特色:
★ 理论知识简单,数学推理少,容易理解得角度来讲授自动控制理论。
★ 增加实训项目,如matlab编程等,以引起学生的兴趣,更多应用图文、图表使内容简洁、易懂。
★ 经典控制理论为主线,结合直流调速系统、随动控制系统和交流调试系统。
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內容簡介: |
本书从贴近实际应用出发,系统地介绍了自动控制原理的基本理论及其应用,并引入目前控制领域广泛使用的MATLAB软件进行辅助分析。第壹章介绍了自动控制的基本概念;第二章介绍了控制系统的性能分析;第三章介绍了改善系统性能的方法手段;第四章介绍了Matlab的仿真方法;第五章介绍了直流调速系统;第六章介绍了位置随动系统;第七章介绍了交流调速系统。每章前面配有“本章知识技能要求及目标”,每章后面配有“本章知识点小结”、“本章知识技能综合训练”及“思考题与习题”。本书强调理论的工程应用,突出物理概念的理解和掌握,尽量减少繁琐的数学推导,前后知识衔接紧密,表述深入浅出,通俗易懂,易于教学和学生自学。
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目錄:
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目录
前言
第1 章 自动控制基础1
1. 1 自动控制的基本概念1
1. 1. 1 自动控制系统概述1
1. 1. 2 自动控制系统的组成2
1. 1. 3 开环控制和闭环控制5
1. 1. 4 自动控制系统的分类6
1. 1. 5 自动控制系统的性能指标8
1. 1. 6 自动控制系统的发展10
1. 2 数学模型11
1. 2. 1 自动控制系统的微分方程11
1. 2. 2 控制系统的传递函数14
1. 2. 3 自动控制系统的框图20
1. 2. 4 框图的变换、化简和系统闭环
传递函数的求取21
1. 3 频率特性29
1. 3. 1 频率特性的基本概念29
1. 3. 2 频率特性与传递函数的关系30
1. 3. 3 频率特性的表示方式30
1. 3. 4 典型环节的频率特性32
1. 3. 5 系统的开环频率特性38
1. 3. 6 系统的闭环幅频特性42
思考题与习题42
第2 章 自动控制系统的性能分析47
2. 1 自动控制系统的稳定性分析47
2. 1. 1 稳定性的基本概念47
2. 1. 2 系统稳定的充要条件47
2. 1. 3 代数稳定判据
劳斯稳定判据 48
2. 1. 4 奈奎斯特稳定判据52
2. 1. 5 稳定裕度与系统相对稳定性55
2. 1. 6 对数稳定判据59
2. 2 自动控制系统的稳态
性能分析60
2. 2. 1 系统稳态误差的概念60
2. 2. 2 系统稳态误差与系统类型、系统开环
增益间的关系60
2. 2. 3 典型输入信号61
2. 2. 4 参考输入信号作用下的
稳态误差63
2. 2. 5 扰动输入信号作用下的
稳态误差66
2. 3 自动控制系统的动态性能
分析68
2. 3. 1 一阶系统的暂态响应分析68
2. 3. 2 二阶系统的暂态响应分析70
2. 3. 3 系统动态性能与开环频率
特性间的关系77
思考题与习题78
第3 章 改善系统性能的方法81
3. 1 校正的相关概念81
3. 1. 1 串联校正81
3. 1. 2 反馈校正81
3. 1. 3 复合校正82
3. 2 基本控制规律分析82
3. 2. 1 比例控制规律82
3. 2. 2 积分控制规律82
3. 2. 3 比例积分控制规律83
3. 2. 4 比例微分控制规律83
3. 2. 5 比例积分微分控制规律83
3. 3 串联校正85
3. 3. 1 串联超前校正85
3. 3. 2 串联滞后校正90
3. 3. 3 串联滞后超前校正94
3. 4 反馈校正100
3. 4. 1 反馈校正的特点100
3. 4. 2 反馈校正系统的设计100
3. 4. 3 串联校正与反馈校正的比较101
思考题与习题101
第4 章 MATLAB 软件及其应用104
4. 1 MATLAB 简介和使用104
4. 1. 1 MATLAB 的功能和优缺点104
Ⅳ
4. 1. 2 MATLAB 软件及其关于自动控制
原理的仿真105
4. 1. 3 MATLAB 的安装106
4. 1. 4 基于MATLAB 的Simulink
模块编程112
4. 2 线性连续系统模型的生成、
转换与简化115
4. 2. 1 线性连续系统模型的生成115
4. 2. 2 线性连续系统模型的
转换与简化121
4. 3 线性连续系统的时域分析132
4. 3. 1 时域分析的拉普拉斯变换法132
4. 3. 2 时域分析的函数命令138
思考题与习题145
第5 章 直流调速系统性能分析146
5. 1 具有转速负反馈的晶闸管直流
调速系统146
5. 1. 1 系统的组成146
5. 1. 2 系统的工作原理147
5. 1. 3 系统的自动调节过程147
5. 1. 4 系统框图147
5. 1. 5 系统的性能分析148
5. 2 转速、电流双闭环调速
系统分析148
5. 2. 1 双闭环调速系统的组成及
工作原理148
5. 2. 2 双闭环调速系统稳态分析151
5. 2. 3 双闭环调速系统动态分析152
5. 2. 4 转速、电流双闭环系统调节器的
工程设计154
思考题与习题155
第6 章 位置随动系统性能分析156
6. 1 位置控制原理156
6. 1. 1 位置随动系统的分类156
6. 1. 2 位置检测元件158
6. 1. 3 相敏整流与滤波电路160
6. 1. 4 放大电路162
6. 1. 5 执行机构164
6. 2 位置随动系统的控制方案和
基本类型164
6. 2. 1 位置随动系统的控制方案164
6. 2. 2 位置随动系统的基本类型165
6. 2. 3 位置
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內容試閱:
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本书是为工科类高职学生编写的自动控制原理与系统教材. 本书以经典控制理论为主线. 结合直流调速系统、位置随动系统和交流调速系统. 在内容安排上力求循序渐进、由浅入深. 本书更多地应用图文、图表. 使文字表达尽量通俗易懂. 便于学生将跨学科内容有机联系、相互贯通. 本书在编写过程中注重理论和实际的紧密相连. 同时注重介绍分析问题与解决问题的思路、方法.全书内容共分为7 章: 第1 章主要介绍了自动控制系统的基本概念、控制系统数学模型的建立方法以及结构图的表示方法. 第2 章主要介绍了自动控制系统的稳定性、稳态性和动态性的分析方法. 第3 章主要介绍了系统校正的理论. 第4 章主要介绍MATLAB 在自动控制原理与系统中的应用. 本章比较全面. 考虑高职学生的计算机能力相对欠缺. 实例编写很丰富. 软件的学习以学生自学为主. 教师主讲如何用软件解决系统分析问题. 控制理论以结论的应用分析为主. 去掉了结论的推导过程. 控制系统指标的计算以MATLAB 软件为主.解决了高职学生学习控制理论的瓶颈问题. 第5 ~7 章介绍了目前控制系统应用较多的直流调速系统、位置随动系统和交流调速系统. 实用性较强.本书可作为高职高专院校、应用型本科院校、职工大学的自动化类、电气类、机电一体化类和应用电子类专业的教材. 也可作为自学考试用书. 并可供工程技术人员参考.本书由刘丽沈阳职业技术学院 担任主编. 李斌沈阳职业技术学院、黄敦华北京电子科技职业学院 担任副主编. 王宏伟沈阳黎明职业技术学院 担任参编. 其中.第1 ~3 章和附录由刘丽编写. 第4 章、第7 章由李斌编写. 第5 章由黄敦华编写. 第6 章由王宏伟编写. 刘丽统稿. 杨汇军副教授辽宁工业大学 在百忙中抽出时间. 认真审阅了全书. 并提出了许多宝贵意见. 在此表示感谢! 本书参考了大量的文献资料. 在此一起向这些作者表示衷心感谢!由于编者水平有限. 书中难免存在错误和不妥之处. 敬请广大读者不吝赐教.编 者
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