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《機械工程控制基礎》：精品課程配套教材
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內容簡介
全書共分7章，主要介紹經典控制理論。第1章緒論，介紹了控制系統(tǒng)的基本概念，以及控制理論的產生與發(fā)展；第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學模型，介紹了系統(tǒng)的微分方程的建立，拉氏變換及拉氏反變換，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，系統(tǒng)的方框圖及其簡化；第3章控制系統(tǒng)的時域分析，重點介紹了時間響應及典型輸入信號，系統(tǒng)的時域分析，系統(tǒng)誤差分析；第4章控制系統(tǒng)的頻域分析，重點介紹了系統(tǒng)頻率特性的基本概念及分析方法，頻率特性的極坐標圖、對數(shù)坐標圖，頻域性能指標與時域性能指標間的關系；第5章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，重點介紹了穩(wěn)定性的基本概念，穩(wěn)定性判據(jù)，系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性；第6章控制系統(tǒng)的校正，介紹了系統(tǒng)校正的基本概念和方法；第7章離散控制系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論簡介，簡要介紹了離散控制系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論的概念。 讀者對象：本書是普通工科院校機械類、動力與車輛工程、自動化類各專業(yè)教材之一，也適用于各類成人高校、自學考試等相關專業(yè)的學生，還可供從事機電控制技術的工程技術人員參考。
目錄
第1章 緒論 （1）
1.1 控制工程概述 （1）
1.1.1 工程控制論的誕生及其意義 （1）
1.1.2 控制工程的基本概念 （2）
1.2 系統(tǒng)的分類 （5）
1.2.1 按反饋情況分類 （5）
1.2.2 按輸入信號的變化規(guī)律分類 （7）
1.2.3 按系統(tǒng)內部的信號類型分類 （7）
1.2.4 按數(shù)學模型的類型分類 （8）
1.3 對控制系統(tǒng)的基本要求 （9）
1.3.1 穩(wěn)定性 （9）
1.3.2 快速性 （9）
1.3.3 準確性 （9）
1.4 控制工程的發(fā)展 （10）
1.5 本課程的主要內容和學習方法 （11）
1.6 習題 （12）
第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型 （13）
2.1 系統(tǒng)的微分方程 （13）
2.1.1 列寫微分方程的一般方法 （13）
2.1.2 非線性微分方程的線性化 （16）
2.2 拉氏變換及拉氏逆變換 （19）
2.2.1 復變函數(shù) （19）
2.2.2 拉氏變換的定義和性質 （22）
2.2.3 拉氏逆變換 （26）
2.3 系統(tǒng)的傳遞函數(shù) （32）
2.3.1 傳遞函數(shù)的定義 （32）
2.3.2 傳遞函數(shù)的基本性質 （32）
2.3.3 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) （34）
2.4 系統(tǒng)的方框圖及其簡化 （42）
2.4.1 繪制系統(tǒng)方框圖的一般步驟 （42）
2.4.2 傳遞函數(shù)方框圖的等效變換 （45）
2.4.3 反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) （50）
2.5 相似系統(tǒng) （52）
2.6 習題 （54）
第3章 控制系統(tǒng)的時域分析 （57）
3.1 時間響應及典型輸入信號 （57）
3.1.1 時間響應 （57）
3.1.2 典型輸入信號 （58）
3.2 一階系統(tǒng)的時域分析 （59）
3.2.1 一階系統(tǒng)的數(shù)學模型 （59）
3.2.2 一階系統(tǒng)的單位脈沖響應 （60）
3.2.3 一階系統(tǒng)的單位階躍響應 （60）
3.3 二階系統(tǒng)的時域分析 （62）
3.3.1 二階系統(tǒng)的數(shù)學模型 （62）
3.3.2 二階系統(tǒng)的單位脈沖響應 （64）
3.3.3 二階系統(tǒng)的單位階躍響應 （65）
3.3.4 二階系統(tǒng)響應的性能指標 （66）
3.4 高階系統(tǒng)的時域分析 （71）
3.5 系統(tǒng)誤差分析 （72）
3.5.1 誤差和穩(wěn)態(tài)誤差 （72）
3.5.2 典型輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 （73）
3.5.3 擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 （78）
3.6 習題 （80）
第4章 控制系統(tǒng)的頻域分析 （83）
4.1 頻率特性概述 （83）
4.1.1 頻率特性的基本概念 （83）
4.1.2 頻率特性的求取方法 （85）
4.1.3 頻率特性分析法的特點 （88）
4.2 頻率特性的極坐標圖 （89）
4.2.1 極坐標圖的基本概念 （89）
4.2.2 典型環(huán)節(jié)的極坐標圖 （90）
4.2.3 Nyquist圖的一般形狀 （94）
4.3 頻率特性的對數(shù)坐標圖 （96）
4.3.1 對數(shù)坐標圖的基本概念 （97）
4.3.2 典型環(huán)節(jié)的對數(shù)坐標圖 （98）
4.3.3 Bode圖的一般畫法 （105）
4.3.4 最小相位系統(tǒng)和非最小相位系統(tǒng) （107）
4.4 頻域性能指標與時域性能指標間的關系 （110）
4.4.1 閉環(huán)頻率特性及其性能指標 （110）
4.4.2 二階系統(tǒng)時域響應與頻域響應的關系 （111）
4.5 本章小結 （112）
4.6 習題 （113）
第5章 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 （115）
5.1 穩(wěn)定性的基本概念和基本條件 （115）
5.1.1 穩(wěn)定性的基本概念 （115）
5.1.2 穩(wěn)定性的基本條件 （116）
5.2 穩(wěn)定性判據(jù) （118）
5.2.1 勞斯-胡爾維茨（Routh-Hurwitz）穩(wěn)定性判據(jù) （118）
5.2.2 奈奎斯特（Nyquist）穩(wěn)定性判據(jù) （125）
5.2.3 伯德穩(wěn)定性判據(jù) （130）
5.2.4 控制系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響 （132）
5.3 系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性 （133）
5.3.1 相對穩(wěn)定性的概念 （133）
5.3.2 幅值裕度和相位裕度 （134）
5.3.3 條件穩(wěn)定系統(tǒng) （138）
5.4 習題 （142）
第6章 控制系統(tǒng)的校正 （146）
6.1 系統(tǒng)校正的基本概念 （146）
6.1.1 系統(tǒng)的時域和頻域性能指標 （146）
6.1.2 校正方式 （147）
6.2 系統(tǒng)的串聯(lián)校正 （147）
6.3 系統(tǒng)的PID校正 （157）
6.4 系統(tǒng)的并聯(lián)校正 （160）
6.5 習題 （162）
第7章 離散控制系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論簡介 （164）
7.1 離散控制系統(tǒng) （164）
7.1.1 離散控制系統(tǒng)的基本概念 （164）
7.1.2 信號的采樣 （165）
7.1.3 Z變換和Z反變換 （167）
7.1.4 線性離散系統(tǒng)的數(shù)學模型和穩(wěn)定性分析 （175）
7.2 現(xiàn)代控制理論簡介 （182）
7.2.1 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式 （182）
7.2.2 系統(tǒng)的能控性與能觀性 （186）
7.3 習題 （190）
參考文獻 （192）
