機械控制工程基礎/普通高等教育機械類專業(yè)“十三五”規(guī)劃教材
定 價:39 元
叢書名:普通高等教育機械類專業(yè)“十三五”規(guī)劃教材
- 作者:王朝暉 著
- 出版時間:2018/8/1
- ISBN:9787569307009
- 出 版 社:西安交通大學出版社
- 中圖法分類:TH-39
- 頁碼:212
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《機械控制工程基礎/普通高等教育機械類專業(yè)“十三五”規(guī)劃教材》介紹經典控制理論應用于機械傳動系統(tǒng)中的基本原理和方法。內容包括機械控制系統(tǒng)的基本概念;典型機電系統(tǒng)在時域和頻域中的數(shù)學模型;系統(tǒng)的瞬態(tài)響應性能指標分析;系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析;系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的概念與計算方法;根軌跡曲線的概念;應用根軌跡法PID補償校正系統(tǒng);系統(tǒng)頻率響應分析技術等!稒C械控制工程基礎/普通高等教育機械類專業(yè)“十三五”規(guī)劃教材》在引入數(shù)學理論時輔以大量的計算實例講解,學生在學完課程內容后可以按圖索驥快速上手解決實際問題。
《機械控制工程基礎/普通高等教育機械類專業(yè)“十三五”規(guī)劃教材》可作為高等院校機械類、儀器儀表類等專業(yè)的本科生研究生專業(yè)課程教材使用,也可供相關專業(yè)技術人員在解決實際工程問題時參考查閱。
自動控制理論伴隨著信息技術的迅猛發(fā)展,已經成為現(xiàn)代工業(yè)技術中不可或缺的基本理論。面向機械工程應用的自動控制理論有其自身的特點,相關的概念和應用技術方法,一般統(tǒng)稱為“機械控制工程”或“機械工程控制理論‘’。1970年末這門課程被引入到機械類本科生專業(yè)教學計劃中,作為一門技術基礎課得到了越來越多的重視,經過幾十年的課程建設,現(xiàn)在已經成為很多工科院校機械類本科生和研究生的必修課。
西安交通大學是國內最早開設這門課程的高校。當年陽含和教授(1920-1988)在學習了錢學森先生的《工程控制論》后,認為工程控制論的知識內容對機械類學生非常重要,高校應該開設這門課。1978年起他在西安,武漢和北京為國內部分高校的研究生和青年教師開設”機械控制工程“講座。后來幾位青年教師將聽課筆記整理成講義,進而修訂編寫成為教材并出版。機械控制工程的相關理論非常豐富,一直是西安交大機械電子工程學科的教學科研重點研究方向。課程內容曾經被劃分為機械控制工程基礎工,Ⅱ,Ⅲ三部分。第工部分就是本教材重點講授的經典控制理論內容,面向本科生開設;第Ⅱ部分內容重點是現(xiàn)代控制理論;第Ⅲ部分是最新的智能控制理論。后兩部分內容主要面向研究生講授。
隨著科學技術的不斷進步,自動控制原理的應用技術也發(fā)生了很大的變化。例如在用經典控制理論分析設計系統(tǒng)時,頻率響應法在過去一直是主流方法,因為這種方法具有手工快捷制圖的優(yōu)勢。隨著現(xiàn)當代信息產業(yè)革命的興起,電子計算機的性能得以大幅提高,F(xiàn)在借助計算機程序很容易畫出閉環(huán)控制系統(tǒng)的根軌跡曲線。利用根軌跡法和計算機仿真來分析設計閉環(huán)控制系統(tǒng)參數(shù),其直觀方便快捷的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了。作為高等院校工科專業(yè)開設的技術基礎專業(yè)課程,教學內容必須要與當代科技發(fā)展水平相適應。這也是重新編寫出版本教材的初衷。
本書綜合了國內外相關教材和專著編寫而成。主要內容包含經典控制理論的基本原理以及在機械系統(tǒng)中的應用方法:機械控制系統(tǒng)的基本概念;典型機電系統(tǒng)在時域和頻域中的數(shù)學模型;系統(tǒng)的瞬態(tài)響應性能指標分析;系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析;系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的概念與計算方法;根軌跡曲線的概念;應用根軌跡法PID補償校正系統(tǒng);系統(tǒng)頻率響應分析技術等。本書內容安排上注重學以致用,在引入數(shù)學理論的同時,給出了大量的計算實例講解。這樣本書讀者在面對實際工程問題時,可以按圖索驥快速找出相應的解決方案。
在本書編寫過程中,得到了教研室李小虎,董霞,要義勇等老師的指點。研究生王敬,程嘯鵬,任凱,藺旋,劉碉,李園等幫助完成了部分算例和課后練習題的收集整理工作,在此一并表示感謝。個人能力所限,書中難免有錯訛疏漏。藉此就教于方家,歡迎批評指正。
第1章 緒論
1.1 自動控制理論簡述
1.2 機械控制工程
1.3 機械控制系統(tǒng)基本概念與定義
1.4 課程性質與學習要求
復習思考題
第2章 數(shù)學建模
2.1 簡述
2.2 Laplace積分變換
2.3 線性時不變系統(tǒng)
2.4 傳遞函數(shù)
2.5 典型機電系統(tǒng)建模
2.6 系統(tǒng)方框圖
課后練習題
第3章 時域分析
3.1 時間響應與系統(tǒng)極點和零點
3.2 一階系統(tǒng)的時間響應
3.3 二階系統(tǒng)的時間響應
3.4 二階系統(tǒng)時間響應性能指標
3.5 高階系統(tǒng)時間響應
課后練習題
第4章 系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性概念
4.2 Routh穩(wěn)定性判據(jù)
4.3 Hurwitz穩(wěn)定性判據(jù)
課后練習題
第5章 穩(wěn)態(tài)誤差
課后練習題
第6章 根軌跡曲線
6.1 根軌跡法基本原理
6.2 根軌跡曲線
6.3 系統(tǒng)根軌跡曲線應用
課后練習題
第7章 根軌跡法PID補償校正系統(tǒng)
7.1 根軌跡法補償校正系統(tǒng)原理
7.2 串聯(lián)補償改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差
7.3 串聯(lián)補償改善系統(tǒng)瞬態(tài)響應
7.4 串聯(lián)補償改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差和瞬態(tài)響應
7.5 反饋補償
課后練習題
第8章 頻率響應分析技術
8.1 系統(tǒng)頻率響應的概念
8.2 Bode曲線
8.3 Nyquist曲線與系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)
8.4 系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性
8.5 閉環(huán)系統(tǒng)頻率響應性能指標
8.6 通過系統(tǒng)頻率響應實驗曲線估算系統(tǒng)傳遞函數(shù)
課后練習題
附錄 Laplace積分變換