高等院校机械类应用型本科“十二五”创新规划系列教材：机械工程控制基础

第1章  绪论1.1  引言1.2  自动控制的基本概念：反馈1.3  开环控制和闭环控制1.4  自动控制系统的基本组成1.5  对控制系统性能的要求1.6  自动控制系统的分类1.6.1  按给定信号的特征划分1.6.2  按系统的数学描述划分1.6.3  按信号传递的连续性划分1.6.4  按系统的输人与输出信号的数量划分1.7  控制系统实例1.7.1  内燃机的转速控制系统1.7.2  汽车ABS控制系统1.7.3  液位控制系统1.8  MATLAB简介习题第2章  控制系统的数学模型2.1  时间域数学模型：微分方程2.1.1  系统微分方程的建立及举例2.1.2  非线性系统的线性化2.2  复数域数学模型：传递函数2.2.1  传递函数的定义2.2.2  传递函数的性质2.3  频率域数学模型：频率特性2.4  典型环节的数学模型2.5  控制系统的方块图2.5.1  方块图的组成单元2.5.2  方块图的建立2.5.3  方块图的运算法则2.5.4  方块图的简化法则2.5.5  方块图简化2.5.6  梅逊公式求传递函数2.6  控制系统常用的传递函数2.7  典型系统的数学模型2.7.1  机械系统2.7.2  电气系统2.7.3  液位系统2.8  MATLAB在数学模型中的应用习题第3章  时域分析法3.1  典型测试信号3.1.1  阶跃函数3.1.2  斜坡函数3.1.3  抛物线函数3.1.4  脉冲函数3.1.5  正弦函数3.2  控制系统的稳定性分析3.2.1  稳定性的基本概念3.2.2  线性定常系统稳定的充分必要条件3.2.3  劳斯(Routh)稳定判据3.3  控制系统的稳态误差分析3.3.1  误差及稳态误差定义3.3.2  利用终值定理求稳态误差3.3.3  系统的型别与开环增益3.3.4  稳态误差系数和稳态误差计算3.3.5  典型信号合成输入3.3.6  扰动作用下的稳态误差计算3.3.7  给定输入、扰动共同作用下系统的误差3.3.8  减小稳态误差的方法3.4  控制系统的动态性能指标3.5  一阶系统的动态响应及性能分析3.5.1  数学模型3.5.2  典型输入响应3.6  二阶系统的动态响应及性能分析3.6.1  二阶系统数学模型的标准式3.6.2  典型二阶系统的单位阶跃响应3.6.3  二阶欠阻尼系统的动态性能指标3.6.4  二阶系统单位脉冲响应的MATLAB求解3.6.5  二阶系统单位斜坡响应的MATLAB求解3.7  高阶系统时间响应及MATLAB求解3.8  MATLAB在时域分析中的应用习题第4章  频域分析法4.1  频率响应4.2  系统的频率特性4.2.1  系统的频率特性4.2.2  频率特性的性质和作用4.2.3  频率特性的求取方法4.2.4  频率特性的实例4.3  频率特性的奈奎斯特图示方法4.4  典型环节频率特性分析4.4.1  比例环节4.4.2  积分环节4.4.3  理想微分环节4.4.4  惯性环节4.4.5  一阶微分环节4.4.6  振荡环节4.4.7  二阶微分环节4.4.8  延迟环节4.5  控制系统的开环奈奎斯特图4.5.1  绘制系统的开环奈奎斯特图的一般步骤4.5.2  奈奎斯特图的一般形状4.6  奈奎斯特稳定判据4.6.1  辅助函数F(s)4.6.2  辐角原理4.6.3  奈奎斯特稳定判据4.6.4  奈奎斯特稳定判据判别步骤4.6.5  开环含有积分环节时的奈奎斯特轨迹4.6.6  开环含有延时环节时的奈奎斯特轨迹4.6.7  奈奎斯特稳定判据例题4.7  频率特性的图示法——伯德图4.8  典型环节的伯德图4.9  控制系统的开环伯德图4.10  伯德图稳定判据4.11  闭环伯德图4.11.1  闭环伯德图与闭环频域指标4.11.2  闭环伯德图的绘制4.12  控制系统的相对稳定性4.12.1  相位裕度y4.12.2  幅值裕度Kg4.12.3  相位裕度y和幅值裕度Kg的求解方法4.12.4  稳定裕度与系统的稳定性4.13  用MATLAB实现线性系统的频域分析4.13.1  绘制伯德图和奈奎斯特图4.13.2  系统分析4.13.3  举例习题第5章  控制系统的校正与设计5.1  校正和设计概述5.1.1  控制系统的校正5.1.2  系统的性能指标5.1.3  期望的伯德图5.1.4  校正装置的种类及特点5.2  串联校正5.2.1  串联超前校正5.2.2  串联滞后校正5.2.3  串联超前-滞后校正5.2.4  串联超前校正、滞后校正和超前-滞后校正的比较5.3  PID校正5.3.1  PID控制器5.3.2  基本控制规律5.4  局部反馈校正5.4.1  反馈校正原理5.4.2  反馈校正装置的设计步骤5.5  复合控制5.5.1  按输入补偿的复合控制5.5.2  按扰动补偿的复合控制5.6  MATLAB在系统校正中的应用5.6.1  串联超前校正5.6.2  PID校正习题附录  拉普拉斯变换及其逆变换主要参考文献