第一篇 包装自动控制理论基础 3
第一章 绪论 3
第一节 基本概念 3
一、包装过程自动化 3
二、控制系统的组成及方块图 4
三、自动控制系统分类 6
第二节 对控制系统的基本要求 7
第三节 包装过程控制的发展及本课程的任务 8
一、包装过程控制发展 8
二、本课程的任务 8
第二章 物理系统的数学模型 10
第一节 物理系统的运动微分方程 10
一、建立元件及系统数学模型的一般步骤 11
二、物理系统微分方程的列写 11
第二节 微分方程的线性化 15
第三节 传递函数 17
一、传递函数的概念和定义 18
二、典型环节及其传递函数 18
第四节 系统函数方框图及其简化 24
一、方框图的结构要素 24
二、方框图的基本联接及其等效变换 25
第五节 控制系统的传递函数 31
一、系统开环传递函数 31
二、在输入信号xi（t）作用下闭环系统的传递函数 31
三、n（t）作用下系统的闭环传递函数 32
四、系统的总输出和总偏差 33
第六节 绘制实际物理系统的函数方块图 33
第七节 系统信号流图及梅逊公式 35
一、信号流图及其术语 35
二、梅逊公式 36
第八节 拉普拉斯变换与反变换 37
一、拉普拉斯变换的定义 37
二、几种典型时间函数的拉氏变换 38
三、拉氏变换的主要定理 42
四、拉普拉斯反变换 44
第三章 控制系统的时域分析 52
第一节 典型输入信号 52
一、阶跃函数 52
二、斜坡函数 53
三、抛物线函数 53
四、脉冲函数 53
五、正弦函数 54
第二节 一阶系统的响应分析 54
一、一阶系统的单位阶跃响应 55
二、一阶系统的单位斜坡响应 56
三、一阶系统的单位脉冲响应 57
四、一阶系统在加速度函数作用下的响应 57
五、一阶系统对各种典型输入信号的响应之间的关系 58
第三节 二阶系统的响应分析 58
一、二阶系统的单位阶跃响应 59
二、二阶系统的性能指标 61
三、二阶系统的单位脉冲响应函数 65
四、二阶系统的单位斜坡响应 66
第四节 高阶系统 67
第五节 控制系统的误差和误差系数 69
一、误差和稳态误差 69
二、静态误差系数 73
三、减小和消除稳态误差的方法 76
第六节 控制系统的稳定性 79
一、稳定性的基本概念 79
二、线性系统稳定的充要条件 79
三、劳斯稳定判据 80
第四章 频率响应分析法 85
第一节 频率响应和频率特性 85
一、频率响应 85
二、频率特性 87
三、频率特性的求取 87
四、频率特性的图形表示法 88
第二节 控制系统开环频率特性 89
一、频率特性的极坐标图（奈魁斯特图） 89
二、频率特性的波德图 96
第三节 由开环频率特性来判别闭环系统的稳定性 103
一、奈魁斯特稳定性判据 104
二、对数频率稳定性判据 110
第四节 系统的相对稳定性 112
一、幅值裕度Kg 112
二、相位裕度γ 112
第五节 最小相位系统和实验法确定系统的传递函数 114
一、最小相位系统 114
二、传递函数的实验确定法 115
第六节 闭环控制系统的频率特性 118
一、等幅值轨迹（等M圆）图 119
二、等相角轨迹（等N圆）图 120
三、非单位反馈系统的闭环频率特性 121
第七节 闭环频域性能指标及其与时域性能指标的关系 121
一、闭环频域性能指标 121
二、频域性能指标和时域性能指标间的关系 124
第八节 系统校正环节设计 125
一、校正的概念 125
二、对数幅频特性的形状对系数性能指标的影响 126
三、校正方法和校正装置 127
四、校正环节设计 138
第二篇 包装自动控制方法 153
第五章 包装过程物理参数的自动检测与控制 153
第一节 计量供给自动控制 153
一、计重供给自动控制 153
二、计数供给自动控制 169
第二节 位置检测与控制 172
一、卷筒包装材料商标图案定位控制 172
二、卷筒包装材料边缘位置控制 189
三、卷筒包装材料彩色印刷套准控制 193
第三节 温度检测与控制 195
一、电接点温度计温控系统 196
二、热电偶温控系统 197
三、热电阻温控系统 202
第四节 压力检则与控制 207
一、常用的压力检测传感器 207
二、蒸汽压力检测与控制 209
三、真空包装机中真空控制系统 211
四、罐头真空度自动检测 213
第五节 包装质量的自动检查与控制 215
一、内装物、包装材料和容器的质量检查与控制 216
二、废品剔除 220
三、包装成品质量自动检查 221
第六节 速度检测与控制 229
一、几种常用的速度传感器 229
二、包装机的电气调速 230
三、晶闸管-直流电动机调速系统 233
四、电磁调速异步电动机无级变速系统 238
第六章 继电接触器控制系统 243
第一节 常用低压电器简介 243
一、接触器 243
二、继电器 244
三、手动切换电器和自动开关 246
四、主令电器 248
五、熔断器 249
第二节 电气控制线路图的绘制原则 249
一、绘制电气原理图应遵循的原则 250
二、电器控制系统的符号 251
第三节 包装机械电气控制线路的基本环节 254
一、三相笼形异步电动机直接起动控制线路 254
二、三相笼形异步电动机的正反转控制线路 255
三、三相笼形异步电动机降压起动控制线路 256
四、三相笼形异步电动机的制动控制线路 257
五、三相笼形异步电动机的点动和多点控制线路 259
六、三相笼形异步电动机调速控制线路 260
第四节 组成电气控制线路的基本控制规律 268
一、按联锁控制的规律 268
二、按控制过程的变化参量进行控制的规律 268
第五节 电气控制线路的设计方法 270
一、一般设计法 270
二、典型包装机械电气控制线路的一般设计法举例 273
三、电气控制线路逻辑设计法简介 276
国、典型包装机械电气控制线路的逻辑设计法举例 277
第六节 典型包装机械电气控制线路分析举例 277
一、自动颗粒包装机电气控制系统 284
二、真空充气包装机电气控制系统 284
第七章 可编程控制器原理及应用 286
第一节 可编程控制器的原理 291
一、可编程控制器的硬件系统 291
二、可编程控制器的软件系统 291
三、可编程控制器工作过程 296
第二节 可编程控制器的编程及控制系统的设计 297
一、PC的编程语言 299
二、PC控制系统的设计 304
第三节 可编程控制器在包装作业中的应用 306
一、SR-20／21／22型PC简介 307
二、可编程控制在包装作业中的应用 320
第八章 计算机控制系统 328
第一节 计算机控制系统的基本概念 328
一、计算机控制系统的一般组成 328
二、计算机控制系统的基本类型 329
三、计算机控制系统的特点 331
第二节 采样与输出 331
一、引言 331
二、采样过程与采样定理 332
三、线性离散系统的数学描述 333
四、脉冲传递函数 342
五、数字滤波 343
六、信号复原 344
七、模拟量的输入、输出通道 346
第三节 计算机控制系统的控制规律及结构 349
一、概述 349
二、数字PID控制规律 350
第四节 计算机逻辑量控制 358
一、开关量输入通道 358
二、开关量输出通道 362
第五节 计算机控制系统的设计步骤 364
一、系统设计的基本要求 364
二、系统设计的特点 365
三、微型计算机控制系统的设计步骤 365
第六节 计算机控制系统在包装作业中的应用 367
一、微型计算机温度检测控制系统 367
二、卷筒包装材料在制袋过程中的计算机纠偏控制系统简介 375
第九章 包装自控系统的可靠性与技术经济问题分析 378
第一节 可靠性的基本概念 378
一、可靠性的特征量 378
二、可靠性的数学描述 379
三、系统的可靠度 381
四、冗余技术 382
五、可靠性预测 382
六、可靠性分配 382
第二节 包装自动控制系统的故障类型 383
一、硬件逻辑故障 383
二、常见软件故障 383
三、干扰故障 384
第三节 提高包装控制系统可靠性方法 385
一、容错技术 385
二、控制系统的干扰抑制与处理 387
第四节 包装控制系统设计的技术经济问题分析 390
附录一 电气制图常用图形符号 392
附录二 电气制图常用基本文字符号 398
后记 400
参考文献 401