自動控制技術(shù)及應(yīng)用（第2版）
定 價：59 元
叢書名：高等職業(yè)院校“互聯(lián)網(wǎng)+”系列精品教材
- 作者：陳慧蓉
- 出版時間：2023/4/1
- ISBN：9787121295393
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP273
- 頁碼：220
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：16開
本書充分融入思政元素，突出高職教育特色，更好地貼近生產(chǎn)實際和崗位需求，融入國家職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)、“1+X”職業(yè)技能等級證書培訓(xùn)等，以“典型自動控制系統(tǒng)的分析、調(diào)試與故障排除”為主線，結(jié)合編者多年的教學(xué)經(jīng)驗與校企“雙元”合作成果課程改革進(jìn)行修訂。 本書針對實際自動控制系統(tǒng)分析、調(diào)試與維修過程中不同階段所應(yīng)具有的知識和能力進(jìn)行介紹。本書設(shè)有5個單元，主要內(nèi)容包括自動控制系統(tǒng)基礎(chǔ)、自動控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立、自動控制系統(tǒng)時域分析法、自動控制系統(tǒng)頻域分析法、線性系統(tǒng)的校正與設(shè)計。本書將理論知識與實踐技能有機(jī)融合，設(shè)有18個技能訓(xùn)練，同時通過大量的工程應(yīng)用實例將MATLAB的應(yīng)用貫穿各教學(xué)單元。本書各教學(xué)單元設(shè)有教學(xué)導(dǎo)航，以體現(xiàn)知識目標(biāo)、技能目標(biāo)及思政元素等。 本書為高等職業(yè)本�？圃盒Ｗ詣踊愊嚓P(guān)專業(yè)的教材，也可作為開放大學(xué)、成人教育、自學(xué)考試、中職學(xué)校、培訓(xùn)班的教材，以及自動化工程技術(shù)人員的參考教材。 本書為省級在線開放課程配套教材，提供多種免費教學(xué)資源，詳見前言。
陳慧蓉 教授，畢業(yè)于安徽工程大學(xué)檢測與自動控制專業(yè)，現(xiàn)在蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院已從事二十多年的電氣類課程的教學(xué)研究工作，為國家示范建設(shè)專業(yè)、現(xiàn)代學(xué)徒制試點專業(yè)（電氣自動化技術(shù)專業(yè)）的專業(yè)帶頭人，省級教學(xué)團(tuán)隊的團(tuán)隊帶頭人，安徽省第二批企業(yè)科技特派員，具有豐富的教學(xué)與實踐經(jīng)驗。
單元1 自動控制系統(tǒng)基礎(chǔ) 1
教學(xué)導(dǎo)航 1
1.1 自動控制的概念及發(fā)展 2
1.1.1 自動控制的基本概念 2
1.1.2 自動控制的發(fā)展階段 3
1.2 自動控制系統(tǒng)的組成與控制方式 4
1.2.1 自動控制系統(tǒng)的組成框圖 4
1.2.2 自動控制系統(tǒng)組成框圖繪制 5
1.2.3 自動控制系統(tǒng)的控制方式 7
技能訓(xùn)練1 單閉環(huán)有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)組成框圖繪制 8
1.3 自動控制系統(tǒng)的分類 9
1.4 自動控制系統(tǒng)的性能及分析方法 10
1.4.1 自動控制系統(tǒng)的性能要求 10
1.4.2 自動控制系統(tǒng)的性能分析方法 11
1.5 MATLAB應(yīng)用基礎(chǔ) 12
1.5.1 MATLAB工作環(huán)境 12
1.5.2 m文件 13
1.5.3 MATLAB基本語句結(jié)構(gòu) 15
1.5.4 MATLAB的運算 16
1.5.5 MATLAB二維圖形繪制 19
知識梳理與總結(jié) 21
思考與練習(xí)題1 22
單元2 自動控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立 24
教學(xué)導(dǎo)航 24
2.1 拉氏變換及其應(yīng)用 25
2.1.1 拉氏變換定義 25
2.1.2 常用函數(shù)的拉氏變換 25
2.1.3 拉氏變換的運算定理 27
2.1.4 拉氏反變換 30
2.1.5 應(yīng)用拉氏變換求解微分方程 32
2.2 時域數(shù)學(xué)模型—微分方程 33
2.2.1 自動控制系統(tǒng)微分方程的建立 33
2.2.2 運動的模態(tài) 35
2.3 復(fù)域數(shù)學(xué)模型—傳遞函數(shù) 36
2.3.1 傳遞函數(shù)的定義和性質(zhì) 36
2.3.2 傳遞函數(shù)的求取 37
技能訓(xùn)練2 用MATLAB建立傳遞函數(shù)參數(shù)模型 40
2.3.3 典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型 42
技能訓(xùn)練3 自動控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的模擬與測試 48
2.4 自動控制系統(tǒng)的方框圖 50
2.4.1 方框圖的組成與建立 50
2.4.2 有關(guān)方框圖的幾個概念 53
2.4.3 方框圖的等效變換與簡化 53
2.4.4 梅遜公式 56
技能訓(xùn)練4 基于MATLAB的模型等效變換與簡化 57
2.5 反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 61
2.5.1 系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù) 62
2.5.2 系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù) 62
技能訓(xùn)練5 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立 63
2.6 Simulink建立系統(tǒng)模型及數(shù)字仿真 66
2.6.1 Simulink啟動及模塊庫 67
2.6.2 使用Simulink建立系統(tǒng)方框圖模型 69
2.6.3 利用Simulink進(jìn)行數(shù)字仿真 70
知識梳理與總結(jié) 74
思考與練習(xí)題2 75
單元3 自動控制系統(tǒng)時域分析法 79
教學(xué)導(dǎo)航 79
3.1 系統(tǒng)的時間響應(yīng)與性能指標(biāo) 80
3.1.1 自動控制系統(tǒng)的時間響應(yīng) 80
3.1.2 自動控制系統(tǒng)的性能指標(biāo) 80
技能訓(xùn)練6 基于MATLAB的系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)分析 82
3.2 一階系統(tǒng)的動態(tài)性能分析 85
3.2.1 一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 85
3.2.2 一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)及動態(tài)性能指標(biāo) 85
3.3 二階系統(tǒng)的動態(tài)性能分析 87
3.3.1 二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 87
3.3.2 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) 88
3.3.3 欠阻尼二階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo) 90
3.3.4 二階系統(tǒng)性能的改善 93
技能訓(xùn)練7 典型二階系統(tǒng)模擬電路及性能分析測試 94
3.4 高階系統(tǒng)動態(tài)性能分析 96
技能訓(xùn)練8 基于MATLAB的高階系統(tǒng)動態(tài)性能分析 98
3.5 線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 101
3.5.1 穩(wěn)定性的基本概念 101
3.5.2 線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件 102
3.5.3 勞斯穩(wěn)定判據(jù) 103
3.5.4 利用MATLAB分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性 106
技能訓(xùn)練9 三階系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 109
3.6 線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析 112
3.6.1 誤差與穩(wěn)態(tài)誤差 112
3.6.2 系統(tǒng)型別 113
3.6.3 給定輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差計算 114
3.6.4 擾動輸入信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差計算 117
技能訓(xùn)練10 基于Simulink系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析 119
技能訓(xùn)練11 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)性能分析 120
技能訓(xùn)練12 調(diào)速系統(tǒng)的分析、調(diào)試與維護(hù) 122
知識梳理與總結(jié) 124
思考與練習(xí)題3 125
單元4 自動控制系統(tǒng)頻域分析法 128
教學(xué)導(dǎo)航 128
4.1 頻率特性基本概念 129
4.1.1 頻率特性定義 129
4.1.2 頻率特性與傳遞函數(shù)的關(guān)系 130
4.1.3 頻率特性的數(shù)學(xué)表示法 130
4.1.4 頻率特性的圖形表示法 131
4.2 典型環(huán)節(jié)頻率特性 133
4.2.1 比例環(huán)節(jié)頻率特性 133
4.2.2 積分環(huán)節(jié)頻率特性 134
4.2.3 微分環(huán)節(jié)頻率特性 135
4.2.4 慣性環(huán)節(jié)頻率特性 135
4.2.5 比例-微分環(huán)節(jié)頻率特性 137
4.2.6 振蕩環(huán)節(jié)頻率特性 138
4.2.7 延遲環(huán)節(jié)頻率特性 140
技能訓(xùn)練13 典型環(huán)節(jié)頻率特性測試 141
4.3 開環(huán)幅相頻率特性曲線繪制 143
4.4 開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線繪制 146
4.4.1 疊加法繪制 146
4.4.2 直接法繪制 148
4.4.3 最小相位系統(tǒng) 149
4.4.4 傳遞函數(shù)的頻域?qū)嶒灤_定 150
4.5 頻域的穩(wěn)定判據(jù) 151
4.5.1 閉環(huán)特征式的構(gòu)造與特點 151
4.5.2 映射定理 151
4.5.3 開環(huán)傳遞函數(shù)不含積分環(huán)節(jié)的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù) 152
4.5.4 開環(huán)傳遞函數(shù)含積分環(huán)節(jié)的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù) 156
4.5.5 對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù) 158
技能訓(xùn)練14 基于MATLAB繪制開環(huán)幅相頻率特性曲線及其穩(wěn)定性分析 159
4.6 穩(wěn)定裕度 162
4.6.1 相角裕度 162
4.6.2 幅值裕度 165
技能訓(xùn)練15 基于MATLAB繪制開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線及其頻域分析 166
4.7 頻率特性與系統(tǒng)性能的關(guān)系 169
4.7.1 開環(huán)頻域指標(biāo)與時域指標(biāo)間的關(guān)系 169
4.7.2 開環(huán)頻率特性分析閉環(huán)系統(tǒng)性能 171
4.7.3 閉環(huán)頻域指標(biāo)與時域指標(biāo)間的關(guān)系 172
知識梳理與總結(jié) 174
思考與練習(xí)題4 175
單元5 線性系統(tǒng)的校正與設(shè)計 179
教學(xué)導(dǎo)航 179
5.1 校正方式與裝置 180
5.1.1 校正概念 180
5.1.2 校正方式 180
5.1.3 校正裝置 181
5.2 串聯(lián)校正 183
5.2.1 串聯(lián)超前校正 183
5.2.2 串聯(lián)滯后校正 187
5.2.3 串聯(lián)滯后-超前校正 191
技能訓(xùn)練16 自動控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正設(shè)計與實現(xiàn) 194
技能訓(xùn)練17 基于MATLAB的串聯(lián)校正設(shè)計與仿真 196
5.3 基本PID控制 198
5.3.1 比例控制 198
5.3.2 比例-微分控制 199
5.3.3 比例-積分控制 201
5.3.4 比例-積分-微分控制 203
技能訓(xùn)練18 PID控制器設(shè)計及其參數(shù)整定 204
知識梳理與總結(jié) 207
思考與練習(xí)題5 208
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