自动控制原理与系统

出版说明 前言 上篇? 自动控制原理 第1章? 自动控制的一般概念 ? 1.1? 概述 ? 1.2? 自动控制与自动控制系统 ??? 1.2.1? 自动控制系统的基本原理和基本概念 ??? 1.2.2? 自动控制的基本方式 ? 1.3? 自动控制系统的分类 ? 1.4? 对控制系统的基本要求 ? 1.5? 本课程的基本任务 ? 本章小结 ? 习题与思考题 第2章? 自动控制系统的数学模型 ? 2.1? 控制系统的微分方程 ??? 2.1.1? 控制系统微分方程的建立 ??? 2.1.2? 控制系统微分方程的求解 ? 2.2? 控制统的传递函数 ??? 2.2.1? 传递函数的定义 ??? 2.2.2? 传递函数的求取 ??? 2.2.3? 传递函数的性质 ? 2.3? 控制系统的动态结构图 ??? 2.3.1? 动态结构图的组成与画法 ??? 2.3.2? 动态结构图的等效变换及化简 ? 2.4? 典型环节的数学模型与典型系统的传递函数 ??? 2.4.1? 典型环节的数学模型 ??? 2.4.2? 典型系统的传递函数 ? 本章小结 ? 习题与思考题 第3章? 自动控制系统的时域分析法 ? 3.1? 典型输入信号及其时间响应和时域性能指标 ??? 3.1.1? 典型输入信号及其时间响应 ??? 3.1.2? 单位阶跃响应的时域性能指标 ? 3.2? 自动控制系统动态性能的时域分析 ??? 3.2.1? 一阶系统的时域分析 ??? 3.2.2? 二阶系统的时域分析 ? 3.3? 自动控制系统稳定性的时域分析 ??? 3.3.1? 系统稳定性的基本概念 ??? 3.3.2? 控制系统稳定性的代数判据 ? 3.4? 自动控制系统的稳态误差分析 ??? 3.4.1? 系统误差与稳态误差 ??? 3.4.2? 系统的稳态误差计算 ? 本章小结 ? 习题与思考题 第4章? 自动控制系统的频率分析法 ? 4.1? 频率特性的基本概念 ??? 4.1.1? 频率特性的定义 ??? 4.1.2? 频率特性的表示方法 ? 4.2? 典型环节和开环系统的频率特性 ??? 4.2.1? 典型环节的频率特性 ??? 4.2.2? 开环系统的频率特性 ? 4.3? 自动控制系统的频率特性分析 ??? 4.3.1? 用频率特性分析系统的稳定性 ??? 4.3.2? 系统开环频率特性与系统闭环阶跃响应的关系 ? 本章小结 ? 习题与思考题 第5章? 自动控制系统的校正 ? 5.1? 自动控制系统校正的基本概念 ??? 5.1.1? 自动控制系统校正的方式 ??? 5.1.2? 自动控制系统的性能指标 ??? 5.1.3? 线性系统的基本控制规律 ? 5.2? 自动控制系统校正的基本方法 ??? 5.2.1? 校正装置的类型 ??? 5.2.2? 串联校正 ??? 5.2.3? 反馈校正 ??? 5.2.4? 复合校正 ? 5.3? 自动控制系统的一般设计方法 ??? 5.3.1? 自动控制系统设计的基本步骤 ??? 5.3.2? 自动控制系统固有部分开环频率特性的确定 ??? 5.3.3? 自动控制系统预期开环对数频率特性的确定 ??? 5.3.4? 自动控制系统校正环节频率特性的确定 ??? 5.3.5? 自动控制系统校正示例 ? 本章小结 ? 习题与思考题 第6章? MATLAB仿真软件简介 ? 6.1? MATLAB软件简介 ??? 6.1.1? MATLAB概述 ??? 6.1.2? MATLAB的安装、启动与退出 ? 6.2? MATLAB软件的命令窗口 ??? 6.2.1? MATLAB命令窗口的菜单栏 ??? 6.2.2? MATLAn命令窗口的工具栏 ??? 6.2.3? MATLAB命令窗口的命令编辑区 ? 6.3? MATLAB中的命令函数和M文件 ??? 6.4? MATLAB中的变量和语句 ??? 6.5? MATLAB中的运算符 ??? 6.5.1? 算术运算符 ??? 6.5.2? 关系运算符 ??? 6.5.3? 逻辑运算符 ? 6.6? 用MATLAB绘制响应曲线 ??? 6.6.1? plot函数 ??? 6.6.2? 图形标记 ??? 6.6.3? subplot函数 ??? 6.6.4? 多窗口绘图 ? 6.7? Simulink简介 ??? 6.7.1? Simulink仿真模型的建立 ??? 6.7.2? Smulink仿真的基本操作 ? 本章小结 ? 习题与思考题 第7章? 数学模型的MATLAB在自动控制系统中的简单应用 ? 7.1? 数学模型的MATLAB表示 ??? 7.1.1? 有理函数形式的传递函数模型表示 ??? 7.1.2? 零极点形式的传递函数模型表示 ? 7.2? 数学模型的MATLAB变换 ??? 7.2.1? 数学模型结构的等效变换 ??? 7.2.2? 不同模型对象间的等效变换 ? 7.3? 动态性能的MATLAB分析 ??? 7.3.1? 闭环阶跃响应分析 ??? 7.3.2? 开环Bode图分析 ? 7.4? MATLAB在系统校正中的应用 ? 本章小结 ? 习题与思考题 下篇? 自动控制系统 第8章? 单闭环直流调速系统 ? 8.1? 直流调速系统概述 ??? 8.1.1? 直流调速系统的基本概念 ??? 8.1.2? 晶闸管直流调速系统的一般概念 ? 8.2? 单闭环直流调速系统 ??? 8.2.1? 有静差单闭环直流调速系统 ??? 8.2.2? 无静差单闭环直流调速系统 ??? 8.2.3? 其他单闭环直流调速系统 ??? 8.2.4? 直流调速系统的检测装置 ? 8.3? 单闭环直流调速系统实例分析 ??? 8.3.1? 技术数据、技术指标和结构特点 ??? 8.3.2? 系统的定性分析 ? 本章小结 ? 习题与思考题 第9章? 转速、电流双闭环直流调速系统 ? 9.1? 转速、电流双闭环调速系统 ? 9.2? 双闭环调速系统的动态性能 ? 9.3? 双闭环调速系统工程设计方法 ? 9.4? 双闭环调速系统实例分析 ? 本章小结 ? 习题与思考题 第10章? 可逆直流调速系统 ? 10.1? 实现可逆运行的电路 ??? 10.1.1? 电枢反接可逆线路 ??? 10.1.2? 励磁反接可逆线路 ??? 10.1.3? 电枢反接和励磁反接两种可逆调速系统性能比较 ??? 10.1.4? 可逆调速系统的四种工作状态 ? 10.2? 可逆系统中的环流 ??? 10.2.1? 环流的利弊及种类 ??? 10.2.2? 环流的抑制措施 ? 10.3? 自然环流可逆调速系统 ??? 10.3.1? 系统的组成特点与工作原理 ??? 10.3.2? 系统制动过程分析 ? 10.4? 可控环流可逆调速系统 ??? 10.4.1? 系统的组成特点与工作原理 ??? 10.4.2? 可控环流大小的确定 ? 10.5? 逻辑无环流可逆调速系统实例分析 ??? 10.5.1? 逻辑控制无环流可逆调速系统的组成 ??? 10.5.2? 逻辑控制无环流可逆调速系统的工作原理 ? 本章小结 ? 习题与思考题 第11章? 直流脉宽调速系统 ? 11.1? 脉宽调制的基本原理 ??? 11.1.1? 脉宽调速基本原理 ??? 11.1.2? 不可逆PWM变换器 ??? 11.1.3? 可逆PWM变换器 ? 11.2? 直流脉宽调速系统的控制电路 ??? 11.2.1? 脉冲宽度调制器 ??? 11.2.2? 延时环节 ??? 11.2.3? 基极驱动器 ? 11.3? 直流脉宽调速系统实例分析 ??? 本章小结 ??? 习题与思考题 第12章? 位置随动控制系统 ? 12.1? 概述 ??? 12.1.1? 位置随动系统的组成及工作原理 ??? 12.1.2? 位置随动系统的特点 ??? 12.1.3? 位置随动系统的基本类型 ? 12.2? 位置的检测装置 ??? 12.2.1? 自整角机 ??? 12.2.2? 旋转变压器 ??? 12.2.3? 感应同步器 ??? 12.2.4? 光栅 ??? 12.2.5? 光电编码盘 ? 12.3? 位置随动系统的控制方案和控制性能 ??? 12.3.1? 位置随动系统的控制方案 ??? 12.3.2? 位置随动系统的控制性能分析 ? 12.4? 数控机床的伺服系统买例分析 ??? 12.4.1? 直流位置随动系统的组成 ??? 12.4.2? 微机与L290/1/2组成的直流位置随动系统的工作原理 ??? 12.4.3? 基于单片机8031控制的直流伺服系统 ??? 12.5? 位置随动系统的特殊问题 ??? 本章小结 ??? 习题与思考题 第13章? 转差功率消耗型调速系统——异步电动机调压调速系统 ? 13.1? 概述 ? 13.2? 调压调速系统基本概念 ? 13.3? 调压调速系统 ? 13.4? 利用电动机的自身结构调速 ? 13.5? 异步电动机调压调速系统实例分析 ? 本章小结 ? 习题与思考题 第14章? 转差功率回馈型调速系统——异步电动机串级调速系统 ? 14.1? 串级调速原理 ? 14.2? 能量传递关系及串级调速系统分类 ??? 14.2.1? 能量传递关系 ??? 14.2.2? 串级调速系统的分类 ? 14.3? 串级调速系统基本特性 ??? 14.3.1? 机械特性 ??? 14.3.2? 串级调速系统的功率因数 ??? 14.3.3? 串级调速系统的效率 ??? 14.4? 具有双闭环控制的串级调速 ??? 系统实例分析 ??? 14.4.1? 双闭环控制的串级调速系统 ??? 14.4.2? 斩波控制串级调速系统 ??? 14.5? 双馈串级调速系统实例分析 ??? 本章小结 ??? 习题与思考题 第15章? 转差功率不变型调速系统——异步电动机串级调速系统 ? 15.1? 变频调速原理 ? 15.2? 变频调速的基本控制方式和机械特性 ??? 15.2.1? 变频调速的基本控制方式 ??? 15.2.2? 变频调速的机械特性 ? 15.3? 变压变频装置及其基本控制方式 ??? 15.3.1? 间接变频装置(交直交变频装置) ??? 15.3.2? 直接变频装置(交交变频装置) ??? 15.3.3? 电压源型和电流源型变压变频装置 ? 15.4? SPWM变压变频器 ??? 15.4.1? 基本概念 ??? 15.4.2? SPWM逆变器的工作原理 ??? 15.4.3? SPWM逆变器的调制方式 ??? 15.4.4? SPWM的实现方法 ??? 15.4.5? SPWM专用集成电路简介 ? 15.5? 变频调速系统控制方式 ??? 15.5.1? U/f控制 ??? 15.5.2? 转差频率控制 ??? 15.5.3? 矢量控制一. ? 15.6? SPWM变压变频系统实例分析 ??? 15.6.1? 采用微机控制的SPWM变压变频器调速系统 ??? 15.6.2? 采用通用变频器控制的异步电动机调速系统 ??? 15.6.3? 微机控制的SPWM交流变频调速系统 ??? 15.6.4? 系统工作原理 ? 本章小结 ? 习题与思考题 附录A? 自动控制理论实验指导书 附录B? 拉普拉斯变换及线性微分方程求解 附录C? 部分习题与思考题参考答案 参考书目