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控制工程基础


作者:
刘玮 刘萍 主编
定价:
34.60 元
版面字数:
270.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
页数:
212
最新
印次时间:
2026年09月
ISBN:
978-7-04-067799-7
物料号:
67799-00
出版时间:
2026-09-28
读者对象:
高等教育

本书以培养适应产业升级的高素质应用型人才为目标,突出“工程应用为导向,能力培养为核心”的编写理念。本书内容紧密对接工业自动化、智能装备等领域的实际需求,弱化复杂数学推导,着重强化控制系统建模、分析与设计的实践能力培养。 本书共5章,除绪论外,主要包括控制系统的动态数学模型、控制系统的时域分析、控制系统的频域分析、控制系统的综合与校正等内容。本书中有机融入企业真实案例,构建“学-练-用”一体化教学体系,有效贯通理论知识与工程实践。 本书面向应用型本科机械类、电气类及自动化类专业,适合作为控制工程相关课程的教学用书,也可供工程技术人员参考。
  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 绪论
        • 1.1 概述
          • 1.1.1 控制理论发展简史
            • 1.1.2 控制理论在工程中的应用
            • 1.2 自动控制系统的基本概念
              • 1.2.1 对控制系统性能的基本要求
                • 1.2.2 控制系统的基本类型
                  • 1.2.3 反馈控制系统的基本组成与工作原理
                  • 1.3 课程主要任务与知识体系
                    • 1.3.1 主要任务
                      • 1.3.2 知识体系
                      • 习题
                      • 第2章 控制系统的动态数学模型
                        • 2.1 控制系统的微分方程
                          • 2.1.1 机电系统的微分方程
                            • 2.1.2 非线性系统方程的线性化
                            • 2.2 拉普拉斯变换及其反变换
                              • 2.2.1 拉普拉斯变换的定义与典型函数的拉普拉斯变换
                                • 2.2.2 拉普拉斯变换的性质
                                  • 2.2.3 拉普拉斯反变换及其应用
                                  • 2.3 传递函数及基本环节的传递函数
                                    • 2.3.1 传递函数
                                      • 2.3.2 基本环节的传递函数
                                      • 2.4 系统框图及其简化
                                        • 2.4.1 框图组成及连接方式
                                          • 2.4.2 框图等效变换
                                            • 2.4.3 系统信号流图及梅森(Mason)公式
                                            • 2.5 动态数学模型的MATLAB实现
                                              • 2.5.1 MATLAB基础
                                                • 2.5.2 拉普拉斯变换及其反变换的表达
                                                  • 2.5.3 传递函数的表达
                                                    • 2.5.4 控制系统框图的表达
                                                    • 2.6 工程实践案例:汽车主动悬架系统建模
                                                      • 2.6.1 汽车主动悬架概述
                                                        • 2.6.2 建立系统微分方程和传递函数
                                                        • 习题
                                                        • 第3章 控制系统的时域分析
                                                          • 3.1 控制系统的时域响应及性能指标
                                                            • 3.1.1 时域响应
                                                              • 3.1.2 时域响应性能指标
                                                              • 3.2 一阶系统的时域响应
                                                                • 3.2.1 一阶系统的数学模型
                                                                  • 3.2.2 一阶系统的时域响应
                                                                    • 3.2.3 一阶系统的瞬态性能指标
                                                                    • 3.3 二阶系统的时域响应
                                                                      • 3.3.1 二阶系统的数学模型
                                                                        • 3.3.2 二阶系统的时域响应
                                                                          • 3.3.3 二阶系统的瞬态性能指标
                                                                          • 3.4 稳定性和劳思稳定判据
                                                                            • 3.4.1 系统稳定性的概念
                                                                              • 3.4.2 线性定常系统稳定的充要条件
                                                                                • 3.4.3 劳思(Routh)稳定判据
                                                                                • 3.5 误差分析与计算
                                                                                  • 3.5.1 基本概念
                                                                                    • 3.5.2 给定稳态误差
                                                                                      • 3.5.3 干扰稳态误差
                                                                                      • 3.6 根轨迹法
                                                                                        • 3.6.1 根轨迹方程
                                                                                          • 3.6.2 根轨迹的绘制
                                                                                          • 3.7 时域分析的MATLAB实现
                                                                                            • 3.7.1 时域响应曲线绘制
                                                                                              • 3.7.2 时域稳定性分析
                                                                                              • 3.8 工程实践案例:机器人无框力矩电动机时域性能分析
                                                                                                • 3.8.1 无框力矩电动机概述
                                                                                                  • 3.8.2 数学模型与稳定性判定
                                                                                                    • 3.8.3 时域响应分析
                                                                                                    • 习题
                                                                                                    • 第4章 控制系统的频域分析
                                                                                                      • 4.1 频率特性概述
                                                                                                        • 4.1.1 频率特性的基本概念
                                                                                                          • 4.1.2 典型环节的频率特性
                                                                                                          • 4.2 频率特性的图形表示法
                                                                                                            • 4.2.1 奈奎斯特(Nyquist)图
                                                                                                              • 4.2.2 伯德(Bode)图
                                                                                                                • 4.2.3 最小相位系统
                                                                                                                • 4.3 频域稳定判据
                                                                                                                  • 4.3.1 奈奎斯特(Nyquist)稳定判据
                                                                                                                    • 4.3.2 由伯德(Bode)图判断系统稳定性
                                                                                                                    • 4.4 相对稳定性
                                                                                                                      • 4.4.1 相位裕量与幅值裕量
                                                                                                                        • 4.4.2 相对稳定性的计算与分析
                                                                                                                        • 4.5 系统闭环频率特性分析
                                                                                                                          • 4.5.1 由开环频率特性估计闭环频率特性
                                                                                                                            • 4.5.2 系统频域性能指标
                                                                                                                              • 4.5.3 系统辨识
                                                                                                                              • 4.6 工程实践案例:电驱动传送带系统的参数辨识与频域分析
                                                                                                                                • 4.6.1 电驱动传送带概述
                                                                                                                                  • 4.6.2 系统参数辨识
                                                                                                                                    • 4.6.3 频域特性分析
                                                                                                                                    • 习题
                                                                                                                                    • 第5章 控制系统的综合与校正
                                                                                                                                      • 5.1 系统综合与校正概述
                                                                                                                                        • 5.1.1 系统综合评价的方法与指标
                                                                                                                                          • 5.1.2 校正的基本概念
                                                                                                                                          • 5.2 串联校正
                                                                                                                                            • 5.2.1 相位超前校正
                                                                                                                                              • 5.2.2 相位滞后校正
                                                                                                                                                • 5.2.3 相位滞后-超前校正
                                                                                                                                                • 5.3 反馈校正
                                                                                                                                                  • 5.3.1 反馈校正的类型
                                                                                                                                                    • 5.3.2 反馈校正的作用
                                                                                                                                                    • 5.4 复合校正
                                                                                                                                                      • 5.4.1 按输入补偿的复合校正
                                                                                                                                                        • 5.4.2 按干扰补偿的复合校正
                                                                                                                                                        • 5.5 PID控制器设计
                                                                                                                                                          • 5.5.1 基本结构与工作原理
                                                                                                                                                            • 5.5.2 参数整定方法
                                                                                                                                                            • 5.6 工程实践案例:自动导引车驱动轮速度闭环PID控制器设计
                                                                                                                                                              • 5.6.1 概述
                                                                                                                                                                • 5.6.2 被控对象与控制目标
                                                                                                                                                                  • 5.6.3 执行电动机选型
                                                                                                                                                                    • 5.6.4 传感器选型
                                                                                                                                                                      • 5.6.5 机电数学模型建立
                                                                                                                                                                        • 5.6.6 PID控制器选型
                                                                                                                                                                          • 5.6.7 MATLAB仿真程序
                                                                                                                                                                            • 5.6.8 负载干扰仿真
                                                                                                                                                                              • 5.6.9 实验验证过程
                                                                                                                                                                                • 5.6.10 实验结果分析
                                                                                                                                                                                  • 5.6.11 工程调试建议
                                                                                                                                                                                  • 习题
                                                                                                                                                                                  • 附录 常用原函数与其象函数对照表
                                                                                                                                                                                    • 参考文献

                                                                                                                                                                                    相关图书


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