自动控制技术与工程应用PDF电子书下载

第1章 自动控制技术概述 1

1.1引言 1

1.2高技术和新技术基本特征 1

1.3实用自动控制特点及内容 4

1.3.1特点 4

1.3.2内容 4

1.4习题 8

第2章 传感器的结构原理 9

2.1传感器概述 9

2.1.1传感器概念 9

2.1.2传感器的应用 9

2.2电阻式传感器 10

2.2.1原理 10

2.2.2结构类型 11

2.3电感式传感器 14

2.3.1原理 15

2.3.2电感式传感器的主要形式 15

2.4电容式传感器 18

2.4.1原理 18

2.4.2结构类型 18

2.4.3电容式传感器的优缺点 20

2.5光电式传感器 20

2.5.1光电元件 20

2.5.2光电传感器的应用实例 24

2.6光纤传感器 26

2.6.1工作原理 26

2.6.2结构类型 28

2.7霍尔传感器 31

2.7.1原理 31

2.7.2霍尔元件的基本结构 33

2.7.3霍尔元件的使用方法 33

2.8温度传感器 34

2.8.1热电偶测温原理 36

2.8.2热电偶结构 36

2.8.3热电偶的使用 37

2.8.4热电偶的补偿导线 38

2.8.5热电偶使用注意事项 40

2.8.6热电偶故障及其修复方法 41

2.8.7热敏电阻温度传感器性能参数 41

2.8.8集成温度传感器 42

2.9气体传感器 43

2.9.1半导体气体传感器结构 43

2.9.2应用举例 44

2.10磁性传感器 46

2.10.1压磁式传感器 46

2.10.2磁电式传感器 49

2.11其他形式传感器 52

2.11.1涡流传感器 53

2.11.2压电式传感器 55

2.11.3振弦式传感器 57

2.11.4湿度传感器 58

2.11.5等强度应变梁传感器 62

2.11.6商业电子秤用传感器 65

2.12传感器的现状及存在问题 67

2.13习题 72

第3章 参数检测 73

3.1力参数检测 73

3.1.1扭转力矩检测 73

3.1.2压（拉）力检测 78

3.1.3张力检测 86

3.1.4应力检测 88

3.2热参数检测 94

3.2.1热敏电阻检测法 94

3.2.2热电偶检测法 96

3.3声参数检测 97

3.3.1声强测定原理 98

3.3.2测定方法 99

3.4光参数检测 100

3.4.1测定原理 100

3.4.2检测方法 101

3.5电参数检测 103

3.5.1直流电流和直流电压的检测 103

3.5.2直流电功率检测 106

3.5.3交流电流和交流电压的检测 107

3.5.4交流电功率检测 107

3.5.5电参数测量注意事项 109

3.6习题 110

第4章 自动控制理论基础 112

4.1系统动态过程分析基础 112

4.1.1过渡过程及微分方程算子法 112

4.1.2结构图及传递函数 117

4.1.3电路的导纳阻抗及传递函数表示方法 122

4.2常用控制系统的基本类型 126

4.2.1单回路系统 126

4.2.2多回路系统 126

4.2.3串级系统 127

4.2.4比值系统 128

4.2.5复合系统 129

4.3自动控制系统典型环节 130

4.3.1惯性环节 130

4.3.2比例环节 131

4.3.3积分环节 132

4.3.4滞后环节 134

4.3.5振荡环节 135

4.3.6微分环节 136

4.4 PID调节器 137

4.4.1比例（P）调节器 139

4.4.2积分（I）调节器 140

4.4.3微分（D）调节器 141

4.4.4比例积分（PI）调节器 141

4.4.5比例微分（PD）调节器 144

4.4.6比例积分微分（PID）调节器 146

4.4.7反馈网路带有电位计的调节器及惯性环节 151

4.5最佳控制系统的标准及校正方法 157

4.5.1评价系统的主要指标 157

4.5.2二阶闭环调节系统的最佳标准 158

4.5.3三阶闭环调节系统的最佳标准 159

4.5.4二阶或三阶最佳标准应用举例 161

4.5.5校正方法 171

4.6控制系统常用参数（公式）图表及符号说明 173

4.6.1调节器的二阶最佳与三阶最佳比较 173

4.6.2电气传动常用调节对象的计算 174

4.6.3常用电气网路的复数阻抗 178

4.6.4常用电子调节器的线路及特性 180

4.6.5符号说明 183

4.7习题 184

第5章 计算机控制 189

5.1结构特性 189

5.2指令功能 193

5.2.1指令符号的意义 193

5.2.2指令及地址 194

5.3应用举例 203

5.3.1工业顺序控制 204

5.3.2步进电机控制 207

5.3.3警报音变控制 208

5.3.4彩灯花样控制 209

5.3.5用单片机控制测量系统 210

5.4习题 212

第6章 接口技术 213

6.1电平变换接口 213

6.2各类半导体器件间的接口 215

6.2.1晶体管驱动TTL电路的接口 215

6.2.2运算放大器与CMOS电路间的接口 216

6.2.3 CMOS与TTL的接口 216

6.2.4光敏器件同TTL匹配的接口 217

6.3工业电气设备及大负载与低压半导体器件的接口 217

6.3.1工业电气设备与低压半导体器件的接口 218

6.3.2大负载与低压半导体的接口 218

6.4阻抗匹配及负荷计算 220

6.4.1阻抗匹配实例 220

6.4.2负荷计算 223

6.5 D/A（数/模）转换及接口 224

6.5.1 D/A（数/模）转换原理 224

6.5.2 D/A（数/模）转换器及接口 225

6.6 A/D（模/数）转换及接口 226

6.6.1双积分A/D（模/数）转换原理 226

6.6.2双积分A/D（模/数）转换器及接口 227

6.7微机键盘、显示及通讯接口 228

6.7.1键盘接口 228

6.7.2显示器接口 232

6.7.3通讯接口 233

6.8习题 235

第7章 执行机构 236

7.1显示执行机构 236

7.1.1数字式 236

7.1.2屏幕式 240

7.2记录执行机构 241

7.2.1描笔式记录仪 241

7.2.2自动平衡记录器 244

7.2.3 x-y记录器 245

7.2.4光线示波器 245

7.2.5各种记录器的性能比较 247

7.3电机执行机构 248

7.3.1电机的结构及使用 248

7.3.2电机的选择 251

7.3.3电机容量计算 255

7.4开关执行机构 257

7.4.1接触器 257

7.4.2继电器 260

7.4.3半导体开关及机械开关 263

7.5习题 266

第8章 整机系统分析 267

8.1整机系统设计 267

8.1.1整机系统设计方法 268

8.1.2整机系统设计步骤 270

8.2整机系统安装 270

8.2.1老化筛选 270

8.2.2结构布局 271

8.2.3部件安装 271

8.2.4整机连接 274

8.3整机系统调试和测量 276

8.3.1调试过程中的测量 277

8.3.2整机系统的调试 283

8.4整机系统考核 290

8.5习题 291

附录A 习题参考答案 293

附录B 几种MCS-51单片机与其他器件的连接线路图 296

参考文献 301