控制工程基礎(chǔ)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)案例教程(英漢雙語)
定 價(jià):39.8 元
叢書名:普通高等教育機(jī)電類系列教材
- 作者:孫晶韋磊
- 出版時間:2022/2/1
- ISBN:9787111695257
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP13
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書主要作為本科院校和高職高專院校的機(jī)械類及近機(jī)械類專業(yè)的控制工程基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教材,也可供相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。本書中、英部分均分為Ⅰ、Ⅱ兩篇。第Ⅰ篇基于質(zhì)量-彈簧-阻尼機(jī)械振動實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),共包含4個實(shí)驗(yàn),分別為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù)辨識、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模與仿真、PID控制及開放實(shí)驗(yàn)——雙自由度系統(tǒng)自由振動模態(tài)分析。第Ⅱ篇基于Quanser QUBE Servo 2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),共包含9個實(shí)驗(yàn),分別為系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)、濾波實(shí)驗(yàn)、伺服電動機(jī)系統(tǒng)建模與驗(yàn)證、一階系統(tǒng)參數(shù)辨識、二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)、PD控制、速度控制系統(tǒng)的超前校正、頻率響應(yīng)建模及開放實(shí)驗(yàn)——狀態(tài)空間建模與驗(yàn)證。本書涵蓋了經(jīng)典控制理論的全部內(nèi)容,與我國高等院校關(guān)于此類課程的教學(xué)大綱相吻合,為促進(jìn)控制類實(shí)驗(yàn)課與理論課緊密耦合提供了有效支撐。
為配合該實(shí)驗(yàn)案例教程的使用,本書作者為任課老師提供每個實(shí)驗(yàn)的參考數(shù)據(jù)、結(jié)果圖表、實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板答案和兩個實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟、硬件安裝使用指南,并附有MATLAB/Simulink軟件在控制工程中的應(yīng)用實(shí)例。本書可與理論教材《控制工程基礎(chǔ)》中文版和英文版配套使用。
經(jīng)典控制理論被廣泛應(yīng)用于信息、機(jī)械、電氣等相關(guān)領(lǐng)域,以經(jīng)典控制理論作為主要內(nèi)容的控制工程基礎(chǔ)是高校里大部分工科專業(yè)的必修基礎(chǔ)課。如何通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)促進(jìn)學(xué)生對經(jīng)典控制理論的理解以及提升學(xué)生解決復(fù)雜控制工程問題的實(shí)踐能力,成為本書編寫的根本出發(fā)點(diǎn)。
本書的中、英文部分的第Ⅰ篇,基于質(zhì)量-彈簧-阻尼機(jī)械振動實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),共包含4個實(shí)驗(yàn),分別為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù)辨識、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模與仿真、PID控制及開放實(shí)驗(yàn)——雙自由度系統(tǒng)自由振動模態(tài)分析。本書中、英文部分的第Ⅱ篇,基于Quanser QUBE Servo 2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),共包含9個實(shí)驗(yàn),分別為系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)、濾波實(shí)驗(yàn)、伺服電動機(jī)系統(tǒng)建模與驗(yàn)證、一階系統(tǒng)參數(shù)辨識、二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)、PD控制、速度控制系統(tǒng)的超前校正、頻率響應(yīng)建模及開放實(shí)驗(yàn)——狀態(tài)空間建模與驗(yàn)證。
本書具有以下特色:
1)以機(jī)械系統(tǒng)為研究對象,更適合機(jī)械類與近機(jī)械類學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的方式鞏固和加強(qiáng)對經(jīng)典控制理論的學(xué)習(xí)。
本書第Ⅰ篇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目創(chuàng)造性地引入二階機(jī)械振動系統(tǒng)替代電氣系統(tǒng),并將其作為研究和被控對象,控制效果可直觀并準(zhǔn)確地體現(xiàn)在機(jī)械實(shí)物及響應(yīng)信號上,促進(jìn)了機(jī)、電、控專業(yè)課程交叉融合。
2)以開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為延伸,面向新工科建設(shè),培育未來科技創(chuàng)新人才。
本書針對2個實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分別設(shè)置了開放實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在介紹控制工程基礎(chǔ)理論課知識的基礎(chǔ)上給予學(xué)生自主設(shè)計(jì)的空間,能夠更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)對人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用,推動驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)向綜合型實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變。
3)以新形態(tài)教材為載體,促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化變革。
為了滿足學(xué)生移動性、交互性、個性化的開放學(xué)習(xí)要求,該教程以二維碼的方式嵌入實(shí)驗(yàn)介紹、操作演示、課后習(xí)題、拓展資料等視頻資源,將紙質(zhì)教材與實(shí)驗(yàn)課堂交互融合,實(shí)現(xiàn)了對書本知識的擴(kuò)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的提高,為實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化提供了有效的解決方案。
4)以中英雙語為出發(fā)點(diǎn),構(gòu)建雙語實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。
全英文控制工程基礎(chǔ)理論教材不乏一二,但尚未有與之配套的全英文實(shí)驗(yàn)教材。本書參考了大量國外同類英文教材,并充分結(jié)合了國內(nèi)經(jīng)典控制理論實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目,采用了中英雙語的形式,滿足了國內(nèi)高校英語強(qiáng)化班、國際班對英文實(shí)驗(yàn)教材的迫切需求。
本書由孫晶、韋磊擔(dān)任主編,張宏、王林濤、王薇、張惠平擔(dān)任副主編,王宇、關(guān)乃僑、尉國濱、劉建偉和孫鐵兵參與編寫。本書的編寫參考了許多同類教材和著作,在此對相關(guān)作者表示深深的謝意。同時,要特別感謝武漢德普施科技有限公司和加拿大Quanser公司的幫助,他們提供的大量實(shí)驗(yàn)設(shè)備資料和實(shí)驗(yàn)相關(guān)案例為本書增色不少。
限于編者的水平,書中錯誤及疏漏之處在所難免,懇請廣大讀者批評指正。
編者
目錄
前言
中 文 部 分
第Ⅰ篇質(zhì)量-彈簧-阻尼機(jī)械振動實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
Ⅰ.1實(shí)驗(yàn)硬件系統(tǒng)
Ⅰ.2實(shí)驗(yàn)軟件系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù)辨識
1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>1.2實(shí)驗(yàn)原理
1.3實(shí)驗(yàn)步驟
1.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模與仿真
2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>2.2實(shí)驗(yàn)原理
2.3實(shí)驗(yàn)步驟
2.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)3PID控制
3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>3.2實(shí)驗(yàn)原理
3.3剛體PID控制
3.4柔性結(jié)構(gòu)PID控制
3.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)4開放實(shí)驗(yàn)——雙自由度系統(tǒng)自由振動模態(tài)分析
第Ⅱ篇Quanser QUBE-Servo 2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
Ⅱ.1實(shí)驗(yàn)硬件系統(tǒng)
Ⅱ.2實(shí)驗(yàn)軟件系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)5系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)
5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>5.2實(shí)驗(yàn)原理
5.3實(shí)驗(yàn)步驟
5.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)6濾波實(shí)驗(yàn)
6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>6.2實(shí)驗(yàn)原理
6.3實(shí)驗(yàn)步驟
6.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)7伺服電動機(jī)系統(tǒng)建模與驗(yàn)證
7.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>7.2實(shí)驗(yàn)原理
7.3實(shí)驗(yàn)步驟
7.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)8一階系統(tǒng)參數(shù)辨識
8.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>8.2實(shí)驗(yàn)原理
8.3實(shí)驗(yàn)步驟
8.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)9二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)
9.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>9.2實(shí)驗(yàn)原理
9.3實(shí)驗(yàn)步驟
9.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)10PD控制
10.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>10.2實(shí)驗(yàn)原理
10.3實(shí)驗(yàn)步驟
10.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)11速度控制系統(tǒng)的超前校正
11.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>11.2實(shí)驗(yàn)原理
11.3實(shí)驗(yàn)步驟
11.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)12頻率響應(yīng)建模
12.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>12.2實(shí)驗(yàn)原理
12.3實(shí)驗(yàn)步驟
12.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)13開放實(shí)驗(yàn)——狀態(tài)空間建模與驗(yàn)證
13.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>13.2實(shí)驗(yàn)原理
13.3實(shí)驗(yàn)步驟
13.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告
附錄AQUBE-Servo 2系統(tǒng)硬件及安裝
A.1系統(tǒng)硬件
A.2系統(tǒng)安裝
英 文 部 分
Part OneMass-Spring-Damping Mechanical Vibration Experimental System
Ⅰ.1Experimental Hardware System
Ⅰ.2Experimental Software System
Experiment 1Parameter Identification
1.1Experimental Purpose
1.2Experimental Principle
1.3Experimental Procedure
1.4Experimental Report
Experiment 2Mathematical Modeling and Simulation of Second-order System
2.1Experimental Purpose
2.2Experimental Principle
2.3Experimental Procedure
2.4Experimental Report
Experiment 3PID Control
3.1Experimental Purpose
3.2Experimental Principle
3.3Rigid Structure PID Control
3.4Flexible PID Control
3.5Experimental Report
Experiment 4Open Experiment——Free Vibration Modal Analysis of Two-Degree-of-
Freedom System
Part TwoQuanser QUBE-Servo 2 Experimental System
Ⅱ.1Experimental Hardware System
Ⅱ.2Experimental Software System
Experiment 5System Integration Experiment
5.1Experimental Purpose
5.2Experimental Principle
5.3Experimental Procedure
5.4Experimental Report
Experiment 6Filtering Experiment
6.1Experimental Purpose
6.2Experimental Principle
6.3Experimental Procedure
6.4Experimental Report
Experiment 7Modeling and Verification of Servo Motor System
7.1Experimental Purpose
7.2Experimental Principle
7.3Experimental Procedure
7.4Experimental Report
Experiment 8Parameter Identification of First-Order System
8.1Experimental Purpose
8.2Experimental Principle
8.3Experimental Procedure
8.4Experimental Report
Experiment 9Step Response of Second-Order System
9.1Experimental Purpose
9.2Experimental Principle
9.3Experimental Procedure
9.4Experimental Report
Experiment 10PD Control
10.1Experimental Purpose
10.2Experimental Principle
10.3Experimental Procedure
10.4Experimental Report
Experiment 11Lead Correction of Speed Control System
11.1Experimental Purpose
11.2Experimental Principle
11.3Experimental Procedure
11.4Experimental Report
Experiment 12Frequency Response Modeling
12.1Experimental Purpose
12.2Experimental Principle
12.3Experimental Procedure
12.4Experimental Report
Experiment 13Open Experiment——State Space Modeling and Verification
13.1Experimental Purpose
13.2Experimental Principle
13.3Experimental Procedure
13.4Experimental Report
Appendix AQUBE-Servo 2 System Hardware and Installation
A.1System Hardware
A.2System Setup
參考文獻(xiàn)