自动控制系统PDF电子书下载

1 自动控制概要 1

1.1 自动化 1

目录 1

1.2　顺序控制 2

1.3　反馈控制 3

1.4　两种控制方式的区别 3

1.5 自动控制概念的演变 5

1.6 自动控制系统的种类 6

1.6.1　按给定值的时间性质分类 6

1.6.3　其他分类 8

1.6.2　按自动控制系统的使用部门分类 8

练习题 9

2　自动控制理论 10

2.1 自动控制系统的特性 10

2.2　方块图和传递函数概念 14

2.3　拉普拉斯变换 16

2.4　传递环节的种类 26

2.4.1 比例（0阶）环节 27

2.4.2　惯性环节 29

2.4.3　积分环节 31

2.4.4　微分环节 34

2.4.5　一阶环节的组合 37

2.4.6　时滞环节 38

2.4.7　其他环节 39

2.5　方块图的变换 40

2.6　频率响应 44

2.6.1　惯性环节的频率响应 47

2.6.2　积分环节的频率响应 52

2.6.3　微分环节的频率响应 53

2.6.4　一阶环节的组合频率响应 54

2.6.5　振荡环节的频率响应 55

2.6.6　时滞环节的频率响应 61

2.6.7　比例＋积分（PI）环节 61

2.6.8　比例＋微分（PD）环节 63

2.6.9　比例＋积分＋微分（PID）环节 65

2.7　稳定性 65

2.7.1　奈奎斯特（Nyquist）稳定判据 70

2.7.2　波德稳定判据 78

2.8　响应特性 80

2.8.1　稳态响应特性 81

2.8.2　过渡响应特性 86

2.8.3　理想滤波器 88

练习题 91

3 自动控制元件 95

3.1　传感器 95

3.1.1　传感器的种类 95

3.1.2　电位计 96

3.1.3　差动变压器 99

3.1.4　同步电机 101

3.1.5　伺服发电机 104

3.1.6　电压检测电路 105

3.1.7　功率及无功功率检测电路 107

3.1.8　功率因数检测电路 111

3.1.9　频率检测电路 112

3.2　放大器 114

3.2.1　放大器的种类 114

3.2.2　晶体管放大器 116

3.2.3　可控硅 122

3.2.4　磁放大器 133

3.2.5　电机放大机 139

3.2.6　补偿元件 141

3.3.1　液压系统与气动系统 143

3.3　流体控制元件 143

3.3.2　喷嘴挡板 144

3.3.3　射流管 145

3.3.4　滑阀 147

3.3.5　作动器 150

练习题 151

4　电气机器传递函数的求法 154

4.1　直流发电机的传递函数 154

4.1.1　他激直流发电机的传递函数 157

4.1.2　有两个励磁线圈的他激直流发电机的传递函数 162

4.1.3 带有他激励磁线圈的并激直流发电机的传递函数 167

4.1.4 带有他激励磁线圈的串激直流发电机的传递函数 171

4.2　交流发电机的传递函数 176

4.2.1 由简易法求传递函数 176

4.2.2　由二轴法求传递函数 177

4.3　直流电动机的传递函数 192

4.3.1　励磁电流恒定时，控制端电压的他激直流电动机的传递函数 193

4.3.2　端电压恒定时，控制励磁电流的他激直流电动机的传递函数 200

4.4　涡流接头的传递函数 212

4.5 感应电动机的传递函数 217

4.5.1 克莱玛方式的传递函数 221

4.5.2　谢尔比乌斯方式的传递函数 229

4.6　求运动体传递函数所需的关系式 238

4.7　运算放大器的传递函数及其应用电路 244

4.7.1　运算放大器的原理及其传递函数 244

4.7.2　限幅电路与死区电路 255

4.7.3　具有限幅器的运算放大器应用实例 258

4.7.4　检测比较电路 261

4.7.5　运算放大器使用上应注意的问题 263

4.8　可控硅电路的应用及其传递函数 270

4.8.1　可控硅电路及其传递函数 271

4.8.2　可控硅电路在应用上的问题 279

5 自动控制系统的设计方法 284

5.1 自动控制系统的设计程序 284

5.1.1　被控机器自动控制系统的确定 284

5.1.2　被控机器的确定 289

5.1.3　基本控制系统的确定 296

5.1.4　执行机构额定值的确定 305

5.1.5　传感器、给定器及放大器的确定 309

5.1.7　稳态精度的计算 311

5.1.8　特性设计 311

5.1.6　绘制方块图 311

5.1.9　与顺序回路的关系 312

5.1.10　图纸的绘制 312

5.2 利用模拟计算机分析自动控制系统 312

5.2.1　模拟计算机概要 313

5.2.2　利用模拟计算机分析自动控制系统的实例 325

5.3 利用波德图分析自动控制系统 338

5.3.1　绘制波德图应掌握的基本事项 338

5.3.2　波德图的绘制方法 340

5.3.3　利用波德图进行自动控制系统稳定判别的方法 347

5.3.4　根据波德图掌握过渡响应特性的要点 360

5.3.5　确定自动控制系统补偿电路的试验方法 364

练习题 365

6　发电设备的自动控制系统 368

6.1 发电设备自动控制系统的种类 368

6.2　发电机的励磁控制 370

6.2.1　励磁控制的目的与动作 370

6.2.2　励磁系统的组成与分类 378

6.2.3　采用直流励磁机的励磁系统 381

6.2.4　采用交流励磁机和硅整流器的励磁系统 386

6.2.5 自激方式中的复激式励磁系统 388

6.2.6　采用可控硅直接励磁方式的励磁系统 392

6.2.7　功率因数及无功功率的控制 396

6.3　水轮机的速度控制 398

6.3.1　调速机的使用目的 398

6.3.2　调速机的动作 401

6.3.3　调速机的特性 404

6.3.4　机械式调速机 410

6.3.5　电气式调速机 414

6.3.6　水位调节器 419

6.4.1　蒸汽轮机控制装置的动作与分类 423

6.4　蒸汽轮机的控制 423

6.4.2　机械式控制装置（调速机） 425

6.4.3　电气式控制装置（调速机） 430

6.5　内燃机的调速机 432

6.6　锅炉的自动控制 434

练习题 436

7　电力系统中的自动控制系统 438

7.1 电力系统及其自动控制 438

7.2　频率·有功功率控制 440

7.2.1　系统特性和控制分担 440

7.2.2　自动频率控制（AFC） 445

7.2.3 自动频率控制（AFC）与经济负载分配控制（EDC）的协调 450

7.2.4　辅助调节 451

7.3 电压·无功功率控制 452

7.3.1　电压·无功功率特性 453

7.3.2　电压·无功功率控制机器 457

7.3.3　电压·无功功率的控制方式 458

练习题 462

8　一般工业部门使用的自动控制系统 463

8.1 电动机的同速运行 463

8.1.1　直流电动机的同速运行 463

8.1.2　直流电动机同速运行时的问题 470

8.1.3　交流电动机的同速运行 473

8.2　环路控制 474

8.2.1 环路控制的目的 474

8.2.2　环路的检测法及其传递函数 474

8.2.3　环路控制的实例 479

8.2.4　环路控制的注意事项 481

8.3　直流电动机的电枢电流控制 481

8.4　卷绕机的控制 483

8.5　位置控制 493

练习题解答 494