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包郵 控制工程基礎(chǔ)(第二版)

作者:張磊
出版社:西安電子科技大學(xué)出版社出版時(shí)間:2021-12-01
開本: 16開 頁數(shù): 220
中 圖 價(jià):¥33.8(8.2折) 定價(jià)  ¥41.0 登錄后可看到會(huì)員價(jià)
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控制工程基礎(chǔ)(第二版) 版權(quán)信息

控制工程基礎(chǔ)(第二版) 本書特色

再版較初版教材在控制系統(tǒng)的時(shí)域分析方法和頻域分析方法這兩個(gè)章節(jié)進(jìn)行了大刀闊斧的內(nèi)容修訂;其他章節(jié)的內(nèi)容也進(jìn)行了內(nèi)容的調(diào)整和增刪;全書在MATLAB應(yīng)用上又有了增強(qiáng),增加了部分例題和習(xí)題,輔以編者精心挑選的課外閱讀材料,使得讀者可以更加深刻理解所學(xué)的控制理論的相關(guān)內(nèi)容。

控制工程基礎(chǔ)(第二版) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書主要講述線性控制系統(tǒng)的經(jīng)典控制理論及其應(yīng)用,主要內(nèi)容包括緒論、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、控制系統(tǒng)的時(shí)域分析方法、控制系統(tǒng)的根軌跡法、控制系統(tǒng)的頻域分析方法、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正方法以及線性離散系統(tǒng)分析方法。 本書結(jié)合編者十年來的教學(xué)和工程實(shí)踐,突出基礎(chǔ)性和實(shí)用性,注重應(yīng)用型人才培養(yǎng)。書中的例題都是經(jīng)過精心安排的,在介紹各部分內(nèi)容時(shí)還適時(shí)插入了MATLAB仿真,便于對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證,使讀者可以深刻理解所學(xué)的相關(guān)內(nèi)容。每章后面都配有習(xí)題,便于讀者鞏固所學(xué)知識(shí)。 本書適合作為機(jī)械工程及自動(dòng)化、機(jī)械電子工程和自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)的本科生教材,亦可供有關(guān)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

控制工程基礎(chǔ)(第二版) 目錄

第1章 緒論 1 1.1 自動(dòng)控制的相關(guān)概念 1 1.1.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)及其組成 1 1.1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類 3 1.2 控制理論的發(fā)展及其在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用 6 1.2.1 控制理論的發(fā)展 6 1.2.2 控制理論在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用 7 1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求及課程任務(wù) 9 1.3.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求 9 1.3.2 課程任務(wù) 10 習(xí)題 10 第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 13 2.1 系統(tǒng)的微分方程 13 2.1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)常用元件的物理定律 14 2.1.2 列寫微分方程的一般方法 16 2.2 非線性微分方程的線性化 18 2.3 拉普拉斯變換 19 2.3.1 復(fù)變函數(shù)的概念 20 2.3.2 拉普拉斯變換 20 2.3.3 拉氏變換的性質(zhì) 21 2.3.4 拉普拉斯反變換 24 2.3.5 拉普拉斯變換解微分方程 27 2.4 傳遞函數(shù) 28 2.4.1 傳遞函數(shù)的定義與求取方法 28 2.4.2 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) 29 2.5 系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖及簡(jiǎn)化 33 2.5.1 方框圖的結(jié)構(gòu)要素 34 2.5.2 系統(tǒng)方框圖的建立 34 2.5.3 系統(tǒng)方框圖的簡(jiǎn)化 35 2.6 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)推導(dǎo)舉例 38 2.7 數(shù)學(xué)模型的MATLAB實(shí)現(xiàn) 41 2.7.1 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的MATLAB描述 41 2.7.2 用MATLAB展開部分分式 43 2.7.3 用MATLAB求系統(tǒng)傳遞函數(shù) 44 習(xí)題 45 第3章 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析方法 49 3.1 時(shí)域響應(yīng)及典型輸入信號(hào) 49 3.1.1 時(shí)域響應(yīng)概述 49 3.1.2 典型輸入信號(hào) 50 3.1.3 控制系統(tǒng)時(shí)域性能指標(biāo) 52 3.2 一階系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng) 53 3.2.1 一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) 53 3.2.2 一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng) 54 3.2.3 一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng) 54 3.3 二階系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng) 55 3.3.1 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) 56 3.3.2 欠阻尼二階系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo) 59 3.4 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 64 3.4.1 穩(wěn)定性的概念 64 3.4.2 系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件 65 3.4.3 勞斯(Routh)判據(jù) 66 3.4.4 胡爾維茨(Hurwitz)判據(jù) 69 3.5 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析 70 3.5.1 誤差、偏差和穩(wěn)態(tài)誤差 70 3.5.2 控制系統(tǒng)的分類與偏差傳遞函數(shù) 72 3.5.3 參考輸入作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)偏差 72 3.5.4 干擾作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)偏差 75 3.6 基于MATLAB的時(shí)域分析 77 3.6.1 借助MATLAB繪制系統(tǒng)各種輸入的響應(yīng)曲線 77 3.6.2 利用MATLAB求系統(tǒng)時(shí)域性能指標(biāo) 79 3.6.3 利用MATLAB判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性 80 習(xí)題 81 第4章 控制系統(tǒng)的根軌跡法 88 4.1 根軌跡的基本概念 88 4.1.1 根軌跡的定義 88 4.1.2 根軌跡方程 89 4.2 繪制根軌跡的基本法則 91 4.3 控制系統(tǒng)的根軌跡繪制與分析舉例 96 4.3.1 根軌跡繪制舉例 96 4.3.2 根軌跡分析舉例 99 4.4 基于MATLAB的根軌跡分析 103 4.4.1 pzmap命令 103 4.4.2 rlocus命令 104 4.4.3 rlocfind和sgrid命令 104 4.4.4 MATLAB根軌跡分析舉例 105 習(xí)題 107 第5章 控制系統(tǒng)的頻域分析方法 109 5.1 頻率特性的基本概念 109 5.1.1 頻率響應(yīng)與頻率特性 109 5.1.2 求取頻率特性的數(shù)學(xué)方法 110 5.1.3 頻率特性的圖示方法 112 5.2 極坐標(biāo)圖 115 5.2.1 典型環(huán)節(jié)的極坐標(biāo)圖 115 5.2.2 開環(huán)系統(tǒng)極坐標(biāo)圖的繪制 121 5.2.3 奈氏(Nyquist)穩(wěn)定判據(jù) 124 5.3 對(duì)數(shù)頻率特性圖 128 5.3.1 典型環(huán)節(jié)的伯德圖 128 5.3.2 開環(huán)系統(tǒng)伯德圖的繪制 136 5.3.3 由頻率特性確定傳遞函數(shù) 138 5.3.4 對(duì)數(shù)穩(wěn)定判據(jù) 140 5.3.5 相對(duì)穩(wěn)定性 141 5.4 基于MATLAB的頻域分析 143 5.4.1 借助MATLAB繪制奈奎斯特圖 143 5.4.2 借助MATLAB繪制伯德圖 145 5.4.3 借助MATLAB分析系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性 147 習(xí)題 148 第6章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正方法 152 6.1 系統(tǒng)校正的基本概念 152 6.1.1 控制系統(tǒng)的性能指標(biāo) 152 6.1.2 校正的概念 153 6.1.3 校正的方式 154 6.1.4 期望伯德圖 156 6.2 串聯(lián)校正 157 6.2.1 串聯(lián)超前校正網(wǎng)絡(luò) 158 6.2.2 串聯(lián)滯后校正網(wǎng)絡(luò) 162 6.2.3 串聯(lián)滯后超前校正網(wǎng)絡(luò) 164 6.3 反饋校正 168 6.3.1 反饋的功能 168 6.3.2 位置反饋校正 169 6.3.3 速度反饋校正 169 6.4 PID校正 170 6.4.1 比例控制器(P控制器) 171 6.4.2 比例微分控制器(PD控制器) 171 6.4.3 積分控制器(I控制器) 173 6.4.4 比例積分控制器(PI控制器) 173 6.4.5 比例積分微分控制器(PID控制器) 175 6.5 MATLAB在校正中的應(yīng)用 176 6.5.1 基于MATLAB的串聯(lián)校正 176 6.5.2 基于MATLAB的反饋校正 182 習(xí)題 184 第7章 線性離散系統(tǒng)分析方法 187 7.1 線性離散系統(tǒng)概述 187 7.1.1 線性離散系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與組成 187 7.1.2 線性離散系統(tǒng)的特點(diǎn)與研究方法 189 7.2 信號(hào)的采樣和保持 190 7.2.1 信號(hào)的采樣及數(shù)學(xué)描述 190 7.2.2 香農(nóng)采樣定理 193 7.2.3 采樣周期的選取 193 7.2.4 信號(hào)的保持 194 7.3 Z變換理論 195 7.3.1 Z變換的定義 195 7.3.2 Z變換的方法 196 7.3.3 Z變換的性質(zhì) 196 7.3.4 Z反變換 198 7.4 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 201 7.4.1 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)定義 201 7.4.2 線性常系數(shù)差分方程及其解法 201 7.4.3 脈沖傳遞函數(shù) 203 7.4.4 開環(huán)離散系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù) 205 7.4.5 閉環(huán)離散系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù) 207 7.4.6 Z變換法的局限性 209 7.5 離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差 209 7.5.1 s域到z域的映射 209 7.5.2 離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件 210 7.5.3 離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù) 211 7.5.4 離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 213 7.5.5 離散系統(tǒng)的型別與靜態(tài)誤差系數(shù) 214 7.5.6 離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析 215 7.6 離散系統(tǒng)分析的MATLAB方法 216 習(xí)題 217 附錄 常用函數(shù)的拉氏變換和Z變換表 219 參考文獻(xiàn) 220
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