自动控制技术基础与实践PDF电子书下载

第1章 自动控制技术概述 1

1.1 自动控制技术认知 1

1.2 自动控制技术的应用实例 6

1.2.1 可程式精密烤箱 6

1.2.2 电脑刺绣机控制系统 8

1.2.3 汽车巡航控制系统（CCS） 9

1.3 控制技术发展简述 11

1.3.1 经典控制理论 12

1.3.2 现代控制理论 13

1.3.3 智能控制理论 14

思考与练习1 14

第2章 构建控制系统的基本元件 17

2.1 控制系统元件的作用 17

2.2 电动机 19

2.2.1 电动机类型 20

2.2.2 电动机选择 21

2.2.3 直流电机结构原理与控制 24

2.2.4 交流电动机结构原理与控制 30

2.2.5 步进电动机结构原理与控制 33

2.2.6 伺服电机 34

2.3 常用传动部件的类型及应用 36

2.3.1 常用传动部件的类型 36

2.3.2 传动部件的选择 37

2.4 测量元件及信号处理电路 38

2.4.1 应用于运动控制系统的检测器件 39

2.4.2 应用于温度测控系统的温度检测器件 46

2.4.3 应用于压力测控系统的传感器 50

2.4.4 应用于测量电压、电流的传感器 52

2.4.5 处理检测元件信号的常用电路 53

2.5 控制系统常用电力电子器件及线路 55

2.5.1 常用电力电子器件 55

2.5.2 常用功率线路 58

2.5.3 功率线路在电机驱动器中的典型应用 61

思考与练习2 64

第3章 控制系统数学描述 66

3.1 数学模型认知 66

3.2 数学模型——微分方程 67

3.2.1 线性系统微分方程的建立 67

3.2.2 用Matlab求解微分方程 69

3.3 传递函数 71

3.4 结构图 73

3.4.1 绘制结构图 73

3.4.2 结构图简化法则 75

3.4.3 闭环系统的传递函数 77

3.5 典型环节的传递函数和结构图 78

思考与练习3 81

第4章 控制系统响应 82

4.1 引言 82

4.2 控制系统常用测试信号 82

4.3 控制系统时域响应 84

4.3.1 系统时域响应一般求法 87

4.3.2 时域响应性能指标描述 89

4.3.3 一阶、二阶系统时域响应 94

4.4 控制系统的频域响应 96

4.4.1 什么是系统的频域特性 96

4.4.2 频率特性的极坐标图（奈氏图）表示法 97

4.4.3 频率特性的伯德图（Bode）表示法 98

4.5 根轨迹 101

4.5.1 什么是根轨迹 101

4.5.2 利用Matlab绘制根轨迹 102

思考与练习4 105

第5章 控制系统性能分析 107

5.1 系统零极点变化与暂态响应 107

5.1.1 零极点在S平面的表示 107

5.1.2 闭环零极点位置对暂态响应的影响 108

5.1.3 系统的主导极点 111

5.1.4 开环零极点对暂态响应的影响 112

5.2 稳态误差分析 115

5.2.1 反馈对系统稳态性能的影响 115

5.2.2 单位负反馈系统稳态误差分析 117

5.3 系统稳定性分析 120

5.3.1 系统稳定性定义 120

5.3.2 劳斯稳定判据 121

5.3.3 频域稳定性判据 122

5.3.4 相对稳定性 122

5.4 系统对参数变化的灵敏度 125

5.5 干扰信号的影响 127

思考与练习5 129

第6章 控制系统设计方法 130

6.1 控制系统设计过程 130

6.2 控制系统设计过程处理方法 131

6.2.1 系统固有部分的简化处理 131

6.2.2 确定系统预期频率特性的方法 132

6.3 控制系统校正 134

6.3.1 系统时域与频域性能指标的关系 134

6.3.2 校正装置类型 136

6.3.3 校正形式 138

6.3.4 基于根轨迹的系统设计法 151

6.3.5 基于bode图的系统设计法 152

思考与练习6 157

第7章 数字控制系统 160

7.1 数字控制系统认知 160

7.1.1 数字控制系统应用 160

7.1.2 直接数字控制系统结构 162

7.1.3 数字控制系统的信号变化 163

7.2 数据采样 164

7.3 数字控制系统分析 165

7.3.1 数字控制系统Z传递函数 165

7.3.2 数字控制系统Matlab仿真 167

7.3.3 数字系统稳定性 168

7.3.4 数字系统稳态误差 169

7.4 数字系统设计 171

7.4.1 数字系统采样周期的确定 171

7.4.2 基于Matlab的数字系统设计 171

思考与练习7 175

第8章 控制算法 176

8.1 模拟PID控制及Matlab仿真 176

8.1.1 PID模拟电路实现 177

8.1.2 连续控制系统的模拟PID仿真 179

8.2 数字PID控制与仿真 181

8.3 几种PID改进算法与仿真 187

思考与练习8 200

第9章 控制系统设计案例 201

9.1 某造纸机主轴转动自动调速系统制作 201

9.1.1 系统技术数据说明 201

9.1.2 系统方案设计 201

9.1.3 控制方案 207

9.1.4 系统实现 211

9.2 稳压直流电源制作 213

参考文献 223