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| 內容簡介： |
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本书主要作为本科院校和高职高专院校的机械类及近机械类专业的控制工程基础课程实验教材，也可供相关领域的工程技术人员参考。本书中、英部分均分为Ⅰ、Ⅱ两篇。第Ⅰ篇基于质量-弹簧-阻尼机械振动实验系统，共包含4个实验，分别为实验系统参数辨识、实验系统数学建模与仿真、PID控制及开放实验——双自由度系统自由振动模态分析。第Ⅱ篇基于Quanser QUBE Servo 2实验系统，共包含9个实验，分别为系统集成实验、滤波实验、伺服电动机系统建模与验证、一阶系统参数辨识、二阶系统的阶跃响应、PD控制、速度控制系统的超前校正、频率响应建模及开放实验——状态空间建模与验证。本书涵盖了经典控制理论的全部内容，与我国高等院校关于此类课程的教学大纲相吻合，为促进控制类实验课与理论课紧密耦合提供了有效支撑。为配合该实验案例教程的使用，本书作者为任课老师提供每个实验的参考数据、结果图表、实验报告模板答案和两个实验系统的软、硬件安装使用指南，并附有MATLAB/Simulink软件在控制工程中的应用实例。本书可与理论教材《控制工程基础》中文版和英文版配套使用。
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| 目錄：
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目录前言中 文 部 分第Ⅰ篇质量-弹簧-阻尼机械振动实验系统Ⅰ.1实验硬件系统Ⅰ.2实验软件系统实验1实验系统参数辨识1.1实验目的1.2实验原理1.3实验步骤1.4实验报告实验2实验系统数学建模与仿真2.1实验目的2.2实验原理2.3实验步骤2.4实验报告实验3PID控制3.1实验目的3.2实验原理3.3刚体PID控制3.4柔性结构PID控制3.5实验报告实验4开放实验——双自由度系统自由振动模态分析第Ⅱ篇Quanser QUBE-Servo 2实验系统Ⅱ.1实验硬件系统Ⅱ.2实验软件系统实验5系统集成实验5.1实验目的5.2实验原理5.3实验步骤5.4实验报告实验6滤波实验6.1实验目的6.2实验原理6.3实验步骤6.4实验报告实验7伺服电动机系统建模与验证7.1实验目的7.2实验原理7.3实验步骤7.4实验报告实验8一阶系统参数辨识8.1实验目的8.2实验原理8.3实验步骤8.4实验报告实验9二阶系统的阶跃响应9.1实验目的9.2实验原理9.3实验步骤9.4实验报告实验10PD控制10.1实验目的10.2实验原理10.3实验步骤10.4实验报告实验11速度控制系统的超前校正11.1实验目的11.2实验原理11.3实验步骤11.4实验报告实验12频率响应建模12.1实验目的12.2实验原理12.3实验步骤12.4实验报告实验13开放实验——状态空间建模与验证13.1实验目的13.2实验原理13.3实验步骤13.4实验报告附录AQUBE-Servo 2系统硬件及安装A.1系统硬件A.2系统安装英 文 部 分Part OneMass-Spring-Damping Mechanical Vibration Experimental SystemⅠ.1Experimental Hardware SystemⅠ.2Experimental Software SystemExperiment 1Parameter Identification1.1Experimental Purpose1.2Experimental Principle1.3Experimental Procedure1.4Experimental ReportExperiment 2Mathematical Modeling and Simulation of Second-order System2.1Experimental Purpose2.2Experimental Principle2.3Experimental Procedure2.4Experimental ReportExperiment 3PID Control3.1Experimental Purpose3.2Experimental Principle3.3Rigid Structure PID Control3.4Flexible PID Control3.5Experimental ReportExperiment 4Open Experiment——Free Vibration Modal Analysis of Two-Degree-of-Freedom SystemPart TwoQuanser QUBE-Servo 2 Experimental SystemⅡ.1Experimental Hardware SystemⅡ.2Experimental Software SystemExperiment 5System Integration Experiment5.1Experimental Purpose5.2Experimental Principle5.3Experimental Procedure5.4Experimental ReportExperiment 6Filtering Experiment6.1Experimental Purpose6.2Experimental Principle6.3Experimental Procedure6.4Experimental ReportExperiment 7Modeling and Verification of Servo Motor System7.1Experimental Purpose7.2Experimental Principle7.3Experimental Procedure7.4Experimental ReportExperiment 8Parameter Identification of First-Order System8.1Experimental Purpose8.2Experimental Principle8.3Experimental Procedure8.4Experimental ReportExperiment 9Step Response of Second-Order System9.1Experimental Purpose9.2Experimental Principle9.3Experimental Procedure9.4Experimental ReportExperiment 10PD Control10.1Experimental Purpose10.2Experimental Principle10.3Experimental Procedure10.4Experimental ReportExperiment 11Lead Correction of Speed Control System11.1Experimental Purpose11.2Experimental Principle11.3Experimental Procedure11.4Experimental ReportExperiment 12Frequency Response Modeling12.1Experimental Purpose12.2Experimental Principle12.3Experimental Procedure12.4Experimental ReportExperiment 13Open Experiment——State Space Modeling and Verification13.1Experimental Purpose13.2Experimental Principle13.3Experimental Procedure13.4Experimental ReportAppendix AQUBE-Servo 2 System Hardware and InstallationA.1System HardwareA.2System Setup参考文献
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经典控制理论被广泛应用于信息、机械、电气等相关领域，以经典控制理论作为主要内容的控制工程基础是高校里大部分工科专业的必修基础课。如何通过实验环节促进学生对经典控制理论的理解以及提升学生解决复杂控制工程问题的实践能力，成为本书编写的根本出发点。本书的中、英文部分的第Ⅰ篇，基于质量-弹簧-阻尼机械振动实验系统，共包含4个实验，分别为实验系统参数辨识、实验系统数学建模与仿真、PID控制及开放实验——双自由度系统自由振动模态分析。本书中、英文部分的第Ⅱ篇，基于Quanser QUBE Servo 2实验系统，共包含9个实验，分别为系统集成实验、滤波实验、伺服电动机系统建模与验证、一阶系统参数辨识、二阶系统的阶跃响应、PD控制、速度控制系统的超前校正、频率响应建模及开放实验——状态空间建模与验证。本书具有以下特色：1）以机械系统为研究对象，更适合机械类与近机械类学生通过实验的方式巩固和加强对经典控制理论的学习。本书第Ⅰ篇的实验项目创造性地引入二阶机械振动系统替代电气系统，并将其作为研究和被控对象，控制效果可直观并准确地体现在机械实物及响应信号上，促进了机、电、控专业课程交叉融合。2）以开放实验项目为延伸，面向新工科建设，培育未来科技创新人才。本书针对2个实验系统分别设置了开放实验，实验内容在介绍控制工程基础理论课知识的基础上给予学生自主设计的空间，能够更好地发挥实验教学对人才创新能力培养的作用，推动验证型实验向综合型实验转变。3）以新形态教材为载体，促进实验教学的信息化变革。为了满足学生移动性、交互性、个性化的开放学习要求，该教程以二维码的方式嵌入实验介绍、操作演示、课后习题、拓展资料等视频资源，将纸质教材与实验课堂交互融合，实现了对书本知识的扩容和实验教学效率的提高，为实验教学信息化提供了有效的解决方案。4）以中英双语为出发点，构建双语实验教学模式。全英文控制工程基础理论教材不乏一二，但尚未有与之配套的全英文实验教材。本书参考了大量国外同类英文教材，并充分结合了国内经典控制理论实验教学项目，采用了中英双语的形式，满足了国内高校英语强化班、国际班对英文实验教材的迫切需求。本书由孙晶、韦磊担任主编，张宏、王林涛、王薇、张惠平担任副主编，王宇、关乃侨、尉国滨、刘建伟和孙铁兵参与编写。本书的编写参考了许多同类教材和著作，在此对相关作者表示深深的谢意。同时，要特别感谢武汉德普施科技有限公司和加拿大Quanser公司的帮助，他们提供的大量实验设备资料和实验相关案例为本书增色不少。限于编者的水平，书中错误及疏漏之处在所难免，恳请广大读者批评指正。编者
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