机械控制工程是利用控制论的理论与方法解决机械工程实际问题的一门技术学科,《机械控制工程基础/中国机械工程学科教程配套系列教材》所论述内容主要涉及机械控制工程的基本理论与方法。学习内容主要包括:
绪论、系统的数学模型及传递函数、
控制系统的时域分析、
控制系统的频率特性分析、
系统的稳定性、
控制系统的综合与校正。
机械控制工程是利用控制论的理论与方法解决机械工程实际问题的一门技术学科。《机械工程控制基础》作为机械类专业的一门专业理论基础课,主要涉及机械控制工程的基本理论与方法。为满足工程型人才培养的需要,结合卓越工程师培养的理念,本书除了介绍机械控制工程的基础理论外,还将重点介绍这些理论方法在工程实际中的应用方法。本书将通过大量的工程实例,说明机械控制理论在工程实际中的应用情况,例如校正控制在电机控制性能改善方面的应用等,所有实例都来源于工程实例。另外,为了使学生掌握控制理论的应用技能,教材还将补充有关控制对象建模方法以及控制对象性能测试方法的内容。通过这些内容介绍,让学生系统地了解机械控制理论的应用方法。
本书在编写中力求保持内容的完整性和系统性。第1章绪论,主要概要介绍机械工程控制论; 第2章系统的数学模型及传递函数,主要介绍适用于单输入单输出线性定常系统动态特性描述的传递函数的概念以及数学模型的建立方法; 第3章控制系统的时域分析,主要介绍如何利用所描述系统的微分方程式或传递函数,分析系统的输出量随时间的变化规律,并由此来确定系统的性能; 第4章控制系统的频率特性分析,主要介绍频率特性的概念,重点讲述典型环节的频率特性及系统频率特性的极坐标图和对数坐标图的绘制,以及如何利用频率特性分析闭环系统性能; 第5章系统的稳定性,主要介绍判定系统是否稳定的方法以及评价系统稳定程度的指标; 第6章控制系统的综合与校正,主要介绍系统的综合与校正所要解决的问题对象,以及在预先规定了系统的各项性能指标情况下,如何选择适当的环节和参数使系统满足这些性能指标要求。本书适于机械工程类专业的本科生使用。
本书由上海理工大学李郝林主编并统稿。其中第1章、第2章以及第3章由李郝林编写; 第4章由姜晨编写; 第5章由陈光胜编写; 第6章由林献坤编写。
由于编者水平所限,书中可能存在误漏欠妥之处,竭诚欢迎读者批评指正。
编者
2014年4月于上海
第1章 绪论
1.1 机械控制工程的研究对象与任务
1.2 控制的方法
1.3 自动控制系统的几种分类
1.4 对控制系统性能的基本要求
1.5 机械工程系统中典型的几个控制问题
1.6 本课程学习内容及其知识所能够解决的问题
第2章 系统的数学模型及传递函数
2.1 微分方程
2.2 传递函数
2.3 传递函数的典型环节
2.4 控制系统的方块图及其变换
2.5 传递函数的实验建模方法
习题
第3章 控制系统的时域分析 第1章 绪论
1.1 机械控制工程的研究对象与任务
1.2 控制的方法
1.3 自动控制系统的几种分类
1.4 对控制系统性能的基本要求
1.5 机械工程系统中典型的几个控制问题
1.6 本课程学习内容及其知识所能够解决的问题
第2章 系统的数学模型及传递函数
2.1 微分方程
2.2 传递函数
2.3 传递函数的典型环节
2.4 控制系统的方块图及其变换
2.5 传递函数的实验建模方法
习题
第3章 控制系统的时域分析
3.1 时间响应的概念
3.2 典型输入信号
3.3 时间响应
3.4 稳态误差分析与计算
3.5 传递函数辨识的时域法
3.6 工程案例分析
习题
第4章 控制系统的频率特性分析
4.1 频率特性的基本概念
4.2 典型环节的频率特性
4.3 系统的对数频率特性
4.4 频域性能指标及其与时域性能指标间的关系
4.5 频率实验法估计系统的数学模型
4.6 工程案例分析
习题
第5章 系统的稳定性
5.1 系统稳定的条件
5.2 劳斯?胡尔维茨稳定性判据
5.3 奈奎斯特稳定判据
5.4 稳定性裕量
5.5 根轨迹简介
5.6 工程案例分析
习题
第6章 控制系统的综合与校正
6.1 概述
6.2 系统的串联校正
6.3 系统的反馈校正
6.4 系统的PID校正
6.5 工程案例分析
习题
参考文献