机械工程控制基础与应用

第1章 自动控制工程概述

1.1 控制系统的基本概念

1.2 开环控制与闭环控制

1.3 控制系统的组成与要求

1.4 机电工程控制实例

1.5 控制理论的发展简介

习题

第2章 控制系统的数学模型

2.1 概述

2.2 工程控制系统的微分方程

2.3 控制系统的传递函数

2.4 控制系统的方框图及简化

2.5 反馈控制系统的传递函数特性

习题

第3章 控制系统的时域分析

3.1 系统响应求法与特点

3.2 典型输入信号

3.3 一阶系统的时域分析

3.4 二阶系统的时域分析

3.5 高阶系统的时域分析

3.6 控制系统的误差

3.7 应用MATLAB进行时域分析

习题

第4章 控制系统的频率特性分析

4.1 频率特性概念

4.2 频率特性函数求法

4.3 频率特性函数的特性及图示方法

4.4 典型环节的频率特性图形

4.5 高阶系统的频率特性图示

4.6 反馈系统频率特性

4.7 系统频域性能指标

4.8 频率特性的实验分析与仿真

习题

第5章 控制系统的稳定性分析

5.1 系统稳定性概念

5.2 稳定性的代数学判定方法

5.3 稳定性的几何学判定方法

5.4 系统的相对稳定性

5.5 延时环节对系统稳定性影响

习题

第6章 控制系统的综合与校正

6.1 概述

6.2 校正设计方法分类

6.3 控制系统的串联校正

6.4 PID调节器最佳参数设计

6.5 反馈校正

6.6 并联（顺馈）校正

习题

第7章 控制系统的根轨迹分析

7.1 基本概念

7.2 根轨迹曲线绘图

7.3 广义根轨迹

7.4 根轨迹应用

习题

第8章 离散控制系统的分析与校正

8.1 离散控制系统概述

8.2 信号采样与保持

8.3 Z变换理论

8.4 离散控制系统的数学模型

8.5 线性离散系统的稳定性分析

8.6 离散控制系统的稳态误差分析

8.7 离散控制系统的校正

8.8 用MATLAB分析线性离散系统

习题

第9章 非线性控制系统基础

9.1 非线性控制系统的特征

9.2 描述函数法

9.3 相平面法

9.4 利用非线性特性改善系统的性能

习题231

第10章 控制工程基础实验与计算机仿真

10.1 典型输入信号实验方法

10.2 典型环节的时域参数实验

10.3 控制系统的传递函数实验法

10.4 典型控制系统的频率实验

10.5 控制系统的计算机仿真实验

附录A 函数的拉氏变换与Z变换

附录B 部分习题参考答案

参考文献

《机械工程控制基础与应用/全国普通高等学校机械类“十二五”规划系列教材》共分10章，系统介绍了线性定常控制系统的分析方法，包括控制理论基本概念和特点、系统的数学模型与传递函数、系统的时域分析与频域分析、系统稳定性及误差、系统的校正设计方法。《机械工程控制基础与应用/全国普通高等学校机械类“十二五”规划系列教材》也介绍了离散控制系统的分析方法、非线性系统的基础知识，以及机电控制的基础实验。针对高等学校机械类专业自动控制工程课程的需要，《机械工程控制基础与应用/全国普通高等学校机械类“十二五”规划系列教材》以机电工程中的控制问题为主导，理论与实际紧密相结合，突出了控制理论分析方法的应用。本书可作为机械类专业自动控制课程的教材，也可供相关专业的科技人员参考。