《控制工程基础》根据普通高等学校非自动化专业学生学习本课程的基本要求,主要从经典控制理论角度,论述了控制系统的研究和设计方法,主要内容包括控制系统的动态数学模型、时域瞬态响应分析、频率特性分析、稳定性分析、根轨迹法、控制系统的设计与校正、计算机控制技术等。
本书着重阐明机电控制工程基本概念的建立和基本方法,简化或省略了与机电工程关系不大且深奥烦琐的数学推导。本书论述由浅入深,注重实例分析,便于自学,结合MATLAB的数值分析功能,使控制问题的分析研究数字化和形象化。一些繁复的数学运算可以利用MATLAB便利地完成,有助于引导学生在机电工程实际工作中应用。
本书可作为普通高等学校机械类和其他非自动化类工科专业的教材,也可供有关工程技术人员参考。
- 第1章 概论
- 1.1 控制工程概述
- 1.2 自动控制系统的基本概念
- 1.2.1 控制系统的工作原理
- 1.2.2 反馈控制系统的组成
- 1.3 控制系统的分类
- 1.3.1 按反馈情况分类
- 1.3.2 按输入信号变化规律分类
- 1.3.3 按系统的数学描述分类
- 1.3.4 按系统内部的信号特征分类
- 1.4 对控制系统的基本要求
- 1.4.1 稳定性
- 1.4.2 快速性
- 1.4.3 精确性
- 习题
- 第2章 控制系统的微分方程
- 2.1 建立微分方程的一般步骤
- 2.2 一阶系统的微分方程
- 2.2.1 比例控制系统的微分方程
- 2.2.2 积分控制系统的微分方程
- 2.2.3 微分控制系统的微分方程
- 2.2.4 一阶惯性控制系统的微分方程
- 2.3 二阶系统的微分方程
- 2.4 高阶系统的微分方程
- 2.5 应用MATLAB求解微分方程
- 2.6 非线性微分方程的线性化
- 习题
- 第3章 拉普拉斯变换
- 3.1 复变函数基础
- 3.2 拉普拉斯变换的定义
- 3.3 几种典型函数的拉普拉斯变换
- 3.3.1 指数函数
- 3.3.2 阶跃函数
- 3.3.3 斜坡函数
- 3.3.4 正弦函数
- 3.3.5 幂函数
- 3.3.6 脉冲函数
- 3.4 拉普拉斯变换的基本性质和定理
- 3.4.1 线性性质
- 3.4.2 时域微分定理
- 3.4.3 时域积分定理
- 3.4.4 时域延时定理
- 3.4.5 时域衰减定理
- 3.4.6 时域尺度变换定理
- 3.4.7 时域初值定理
- 3.4.8 时域终值定理
- 3.4.9 时域卷积定理
- 3.4.10 复微分定理
- 3.5 拉普拉斯反变换
- 3.5.1 拉普拉斯反变换的定义和计算公式
- 3.5.2 拉普拉斯反变换的部分分式展开法
- 3.6 应用拉普拉斯变换求解微分方程
- 3.7 应用MATLAB进行部分分式展开
- 习题
- 第4章 传递函数
- 第5章 控制系统的时间响应
- 第6章 控制系统的频率特性
- 第7章 线性系统的稳定性分析
- 第8章 根轨迹法
- 第9章 控制系统的设计和校正
- 第10章 计算机控制技术
- 附录 拉普拉斯变换表
- 习题参考答案
- 参考文献