机电系统控制原理及应用

机电系统控制原理及应用
作　者： 王正杰 等编
出版时间：2012
丛编项： 普通高等教育"十二五"规划教材·卓越工程师系列
内容简介
　　《普通高等教育“十二五”规划教材·卓越工程师系列：机电系统控制原理及应用》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、控制系统的频率特性、控制系统的稳定性分析、控制系统的误差分析和计算、控制系统的综合与校正、根轨迹法、新型传感器与执行器、控制系统设计实例等。该书着重基本概念的建立和解决机电控制问题的基本方法的阐明，引入了较多有实际背景的例题和习题，便于自学。本书主要面向机械类、武器类和其他非控制专业高年级本科生、研究生，以及从事控制系统研究相关领域的科技人员参考。
目录
第1章 控制系统导论 1.1 机电控制系统的基本概念 1.1.1 机电一体化的概念与内涵 1.1.2 控制的基本概念 1.2 机电控制系统的组成 1.2.1 机电控制系统的组成概述 1.2.2 控制装置的功能 1.3 机电控制系统的性能要求和指标 1.3.1 机电控制系统的性能要求 1.3.2 机电控制系统的性能指标 1.4 控制系统设计概述 1.4.1 自动控制简史 1.4.2 控制系统前瞻 1.4.3 控制系统设计过程 1.5 典型机电控制系统 1.5.1 磁盘驱动系统介绍 1.5.2 磁盘驱动系统设计步骤 练习题第2章 机电控制系统的数学模型 2.1 控制系统时域数学模型的建立 2.1.1 物理系统微分方程的建立 2.1.2 物理系统的线性近似 2.2 线性系统的传递函数 2.2.1 传递函数定义 2.2.2 拉氏变换 2.2.3 关于传递函数的几点说明 2.2.4 典型环节的传递函数 2.3 控制系统的结构图 2.3.1 结构图的四种基本单元 2.3.2 结构图的基本形式和等效变换 2.3.3 五种常用的等效变换法则 2.3.4 开环传递函数和闭环传递函数 2.4 信号流图模型 2.5 利用MATLAB进行系统建模与仿真 2.5.1 传递函数的多项式表示 2.5.2 连续系统的模型转换 2.5.3 结构图化简 2.6 设计实例——磁盘驱动系统数学建模 练习题第3章 时域分析法 3.1 时间响应性能指标 3.1.1 典型输入信号 3.1.2 阶跃响应性能指标 3.2 一阶系统的时域分析 3.2.1 一阶系统的数学模型 3.2.2 一阶系统的单位阶跃响应 3.3 二阶系统的时域分析 3.3.1 二阶系统的数学模型 3.3.2 二阶系统特征方程 3.3.3 二阶系统的阶跃响应 3.3.4 欠阻尼二阶系统的动态性能指标 3.3.5 改善二阶系统性能的措施 3.3.6 高阶系统的时域分析 3.4 线性系统的稳定性分析 3.4.1 线性系统稳定性的定义 3.4.2 系统稳定充要条件 3.5 线性系统稳态误差分析 3.5.1 稳态误差的概念 3.5.2 稳态误差的计算 3.5.3 输入信号作用下的稳态误差与系统型别的关系 3.5.4 扰动作用下稳态误差计算 3.6 用MATLAB进行系统时域分析 3.6.1 绘制时域响应曲线 3.6.2 应用MATLAB研究系统的稳定性 3.7 设计实例——磁盘驱动读取系统 练习题第4章 控制系统的设计 4.1 根轨迹法分析 4.1.1 根轨迹概念 4.1.2 根轨迹绘制基本法则 4.1.3 根轨迹法应用 4.1.4 附加开环零、极点的作用 4.2 控制系统的频域分析 4.2.1 频率特性及其与时域响应的关系 4.2.2 典型环节的频率特性 4.2.3 系统开环频率特性的绘制 4.2.4 奈奎斯特判据和系统的相对稳定性 4.2.5 系统频域性能指标 4.3 串联校正 4.3.1 系统校正设计基础 4.3.2 串联超前校正 4.3.3 串联滞后校正 4.3.4 滞后一超前网络 4.4 MATIAB辅助分析与设计 4.4.1 应用MAT[AB分析根轨迹 4.4.2 用MATIAB绘制频率响应图 4.4.3 利用MATLAB分析频域稳定性 4.5 设计实例 设计实例1——磁盘驱动读取系统设计 设计实例2——转子绕线机控制系统 练习题第5章 线性离散系统分析 5.1 离散系统的基本概念 5.1.1 采样控制系统 5.1.2 数字控制系统 5.1.3 离散控制系统的特点和研究方法 5.2 信号的采样与保持 5.2.1 数据采样及数学描述 5.2.2 采样过程的数学描述