机械工程控制基础

第1章 绪论

1.1 概述

1.2 自动控制系统的分类及基本要求

1.2.1 自动控制系统的分类

1.2.2 自动控制系统的基本要求

1.3 反馈控制系统的基本组成

1.4 机械控制工程的研究对象

1.5 控制理论的发展

1.6 课程的主要内容

1.7 生活中的几个实例

小结

习题

第2章 系统的数学模型

2.1 系统的微分方程

2.1.1 线性微分方程

2.1.2 建立微分方程的步骤和方法

2.1.3 非线性微分方程的线性化处理

2.2 拉普拉斯变换与反变换

2.2.1 拉氏变换的定义

2.2.2 典型函数的拉氏变换

2.2.3 拉氏变换的基本定理

2.2.4 拉氏反变换

2.2.5 用拉氏变换与反变换求解常系数线性微分方程

2.3 传递函数

2.3.1 传递函数的定义

2.3.2 传递函数的零点与极点

2.3.3 典型环节的传递函数

2.4 系统的传递函数方框图及其简化

2.5 反馈控制系统的传递函数

2.6 相似原理

2.7 工程中典型机电液系统传递函数的建立

2.8 数学模型的Matlab描述

习题

第3章 系统的时域分析

3.1 时域响应及典型输入信号

3.1.1 时域响应

3.1.2 典型输入信号

3.2 -阶系统的时域响应

3.2.1 -阶系统的单位阶跃响应

3.2.2 -阶系统的单位脉冲响应

3.2.3 -阶系统的单位斜坡响应

3.3 二阶系统的时域响应

3.3.1 典型二阶系统的数学模型

3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应

3.3.3 二阶系统的单位脉冲响应

3.4 瞬态响应的性能指标

3.5 高阶系统的时域响应

3.5.1 高阶系统的时间响应分析

3.5.2 高阶系统的简化

3.6 控制系统的误差分析与计算

3.6.1 稳态误差的基本概念

3.6.2 输入引起的稳态误差

3.6.3 干扰引起的稳态误差

3.6.4 减少系统误差的途径

3.7 用Matlab分析时域响应

3.8 实例分析

习题

第4章 控制系统的频率特性分析

4.1 频率特性的基本概念

4.1.1 频率响应与频率特性

4.1.2 频率特性的求取方法

4.2 频率特性的极坐标图

4.2.1 极坐标图的基本概念

4.2.2 典型环节的极坐标图

4.2.3 极坐标图的一般画法

4.3 频率特性的对数坐标图

4.3.1 对数坐标图的基本概念

4.3.2 典型环节的对数坐标图

4.3.3 对数坐标图的一般画法

4.3.4 用幅频特性曲线求系统传递函数

4.4 频率特性的特征量

……

第5章 系统的稳定性分析

第6章 系统的性能分析与校正

第7章 根轨迹法

参考文献

本书根据应用型本科办学的定位，为适应机械类专业的教学需要而编写。本书讲述了机械工程控制的基本原理、分析和综合方法及其在机械工程中的实际应用，主要包括以下内容： 机械工程控制的基本概念、研究对象和任务；机电系统数学模型的基本概念及建立方法，拉氏变换的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等；典型机电系统的时域分析方法、性能指标以及系统误差分析方法；机电系统的频域分析方法；判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据；系统的综合与校正的常用方法；根轨迹分析法等。本书适用于普通高等院校机械类相关专业，既可作为教材使用，也可供相关技术人员作为参考书。