機械工程控制基礎

前言
第1章緒論1
11控制理論的發(fā)展歷史1
12自動控制系統(tǒng)的基本原理3
121自動控制系統(tǒng)的基本概念3
122反饋控制系統(tǒng)的基本組成4
123自動控制系統(tǒng)的基本控制方式5
124自動控制系統(tǒng)的分類6
125自動控制系統(tǒng)的基本要求8
13控制理論在工程中的應用舉例8
131瓦特的飛球離心調(diào)速系統(tǒng)8
132工作臺位置自動控制系統(tǒng)9
133磁盤驅動器讀入系統(tǒng)11
134機器人位置與力控制系統(tǒng)12
14自動控制系統(tǒng)的分析與設計工具14
15本課程的特點和學時安排15
習題16
第2章控制系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型18
21數(shù)學模型的概念18
22控制系統(tǒng)的微分方程19
221建立控制系統(tǒng)微分方程的基本步驟19
222機械系統(tǒng)的微分方程20
223電路系統(tǒng)的微分方程22
224機電系統(tǒng)的微分方程23
225非線性微分方程的線性化24
23拉普拉斯變換和反變換26
231拉普拉斯變換的定義26
232典型函數(shù)的拉普拉斯變換27
233拉普拉斯變換的性質28
234拉普拉斯反變換及其計算方法33
235借助拉普拉斯變換解常系數(shù)線性微分方程36
24傳遞函數(shù)和典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)37
241傳遞函數(shù)的概念37
242特征方程、零點和極點38
243傳遞函數(shù)的求法39
244典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)40
25系統(tǒng)框圖及其簡化45
251系統(tǒng)框圖的組成45
252環(huán)節(jié)連接方式及運算法則46
253系統(tǒng)框圖的變化法則與簡化47
254利用框圖簡化求系統(tǒng)傳遞函數(shù)49
255信號流圖與梅遜公式52
26控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)55
27控制系統(tǒng)數(shù)學模型的MATLAB描述57
271傳遞函數(shù)的MATLAB描述57
272環(huán)節(jié)連接方式及系統(tǒng)框圖簡化的MATLAB描述60
28系列工程問題舉例63
281工作臺位置自動控制系統(tǒng)數(shù)學建模63
282磁盤驅動器讀入系統(tǒng)數(shù)學建模66
習題68
第3章時域瞬態(tài)響應分析72
31時域響應及典型輸入信號72
32一階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應74
321一階系統(tǒng)的單位階躍響應74
322一階系統(tǒng)的單位斜坡響應75
323一階系統(tǒng)的單位脈沖響應76
324一階系統(tǒng)的單位加速度響應76
33二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應77
331二階系統(tǒng)的單位階躍響應79
332二階系統(tǒng)的單位脈沖響應81
333二階系統(tǒng)的單位斜坡響應82
34二階系統(tǒng)瞬態(tài)響應的性能指標84
35高階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應89
36MATLAB在時間響應分析中的應用92
361基于MATLAB工具箱的時域分析92
362系統(tǒng)框圖輸入與仿真工具Simulink94
37系列工程問題舉例100
371工作臺位置自動控制系統(tǒng)的時域響應分析100
372磁盤驅動器讀入系統(tǒng)的時域響應分析101
習題103
第4章控制系統(tǒng)的頻率特性分析106
41頻率特性106
411頻率特性概述106
412頻率特性的特點與作用110
413頻率特性的求取方法111
42極坐標圖113
421極坐標圖概述113
422典型環(huán)節(jié)的極坐標圖113
423一般系統(tǒng)極坐標圖的作圖方法117
424極坐標圖的一般形狀119
43對數(shù)坐標圖120
431典型環(huán)節(jié)頻率特性的對數(shù)坐標圖121
432一般系統(tǒng)對數(shù)坐標圖的作圖方法126
433最小相位系統(tǒng)129
44由頻率特性曲線求系統(tǒng)傳遞函數(shù)131
45控制系統(tǒng)的閉環(huán)頻率性能指標134
451開環(huán)頻率特性與閉環(huán)頻率特性的關系134
452閉環(huán)頻率性能指標135
46利用MATLAB繪制頻率特性曲線136
461奈奎斯特曲線的繪制136
462伯德圖的繪制138
47系列工程問題舉例141
471工作臺位置自動控制系統(tǒng)的頻域分析141
472磁盤驅動器讀入系統(tǒng)的頻域分析141
習題145
第5章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析149
51系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念及充分必要條件149
511系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念149
512系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件150
52代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)151
521勞斯穩(wěn)定判據(jù)151
522赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)158
53奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)159
531輻角定理160
532輔助函數(shù)162
533奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)164
534奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的應用舉例166
54伯德判據(jù)169
55控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性171
56利用MATLAB分析系統(tǒng)穩(wěn)定性174
57系列工程問題舉例178
571工作臺位置自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析178
572磁盤驅動器讀入系統(tǒng)穩(wěn)定性分析179
習題181
第6章控制系統(tǒng)的誤差分析185
61穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念185
62由輸入信號引起的穩(wěn)態(tài)誤差186
621穩(wěn)態(tài)誤差計算186
622靜態(tài)誤差系數(shù)188
63干擾引起的穩(wěn)態(tài)誤差191
64減小系統(tǒng)誤差的途徑194
65利用MATLAB計算系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差194
66系列工程問題舉例195
661工作臺位置自動控制系統(tǒng)誤差分析195
662磁盤驅動器讀入系統(tǒng)誤差分析196
習題198
第7章控制系統(tǒng)的綜合與校正200
71系統(tǒng)的性能指標200
711時域性能指標200
712頻域性能指標200
713開環(huán)頻率特性的三個頻段200
714閉環(huán)頻域指標與時域指標的關系203
72系統(tǒng)校正概述205
73串聯(lián)校正207
731相位超前校正207
732相位滯后校正210
733相位滯后超前校正212
74采用對數(shù)坐標圖進行串聯(lián)校正網(wǎng)絡的設計213
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