自动控制技术及应用

第1章 自动控制系统概述 / 1
1．1 自动控制的基本概念 / 1
1．1．1 了解自动控制系统 / 2
1．1．2 控制系统中的信号 / 4
1．2 自动控制的基本方式 / 5
1．2．1 开环控制系统 / 5
1．2．2 闭环控制系统 / 6
1．2．3 复合控制系统 / 7
1．3 控制系统的性能指标 / 8
1．4 自动控制系统的分类 / 10
1．5 趣味了解自动控制理论的发展 / 12
你知道吗？
自动控制技术在都江堰水利工程中的应用 / 13
本章回顾 / 15
习题1 / 15
第2章 自动控制系统的数学模型 / 18
2．1 控制系统的微分方程 / 19
2．1．1 建立微分方程 / 19
2．1．2 拉斯变换与拉斯反变换 / 20
2．1．3 用拉普拉斯变换求解线性微分方程 / 27
2．2 线性系统的传递函数 / 28
2．2．1 传递函数的基本概念 / 28
2．2．2 传递函数的求取方法 / 29
2．2．3 典型环节的传递函数 / 34
2．2．4 典型环节阶跃响应实验 / 49
2．3 动态结构图 / 51
2．3．1 动态结构图的建立 / 52
2．3．2 动态结构图的等效变换 / 54
2．4 控制系统的传递函数 / 60
你知道吗？ / 63
汽车发动机燃油供给系统的闭环控制 / 63
本章回顾 / 65
习题2 / 65
第3章 时域分析法 / 69
3．1 控制系统的典型输入信号及其性能指标 / 70
3．2 一阶系统的时域分析 / 74
3．2．1 一阶系统的数学模型及性能分析 / 74
3．2．2 一阶系统阶跃响应实验 / 79
3．3 二阶系统的时域分析 / 81
3．3．1 二阶系统数学模型及性能分析 / 81
3．3．2 二阶系统阶跃响应实验 / 88
3．3．3 二阶系统性能的改善 / 90
3．4 高阶系统的动态分析 / 92
3．5 控制系统的稳定性分析 / 94
3．5．1 系统稳定的充要条件与劳斯稳定判据 / 95
3．5．2 控制系统稳定性研究实验 / 102
3．6 控制系统的稳态误差分析 / 104
3．6．1 稳态误差的分析与计算 / 104
3．6．2 系统稳态误差研究实验 / 111
你知道吗？ / 113
自动控制技术在工业机器人中的应用 / 113
本章回顾 / 116
习题3 / 116
第4章 PID调节器 / 119
4．1 PID调节器的作用 / 119
4．2 PID控制中P、I、D的意义 / 121
4．3 PID控制的动态校正实验 / 123
4．4 带PID功能的变频器MM440简介 / 126
4．4．1 MM440变频器的外部端子及参数设置 / 126
4．4．2 MM440变频器的模拟量控制运行操作 / 128
4．4．3 MM440变频器的PID控制运行操作 / 130
4．5 西门子S7-200PLC中的PID指令介绍 / 134
你知道吗？ / 136
闭环控制在飞机自动驾驶仪控制系统中的应用 / 136
本章回顾 / 138
习题4 / 138
第5章 PID控制系统应用举例 / 139
5．1 变频恒压供水系统 / 140
5．1．1 变频恒压供水系统的工作原理 / 140
5．1．2 恒压供水系统的设计 / 141
5．2 基于PLC、变频器的转速闭环调速系统 / 142
5．2．1 转速闭环调速系统的工作原理 / 143
5．2．2 基于PLC、变频器的闭环调速系统的设计 / 143
5．3 基于MATLAB的球杆系统 / 148
5．3．1 球杆系统的工作原理 / 148
5．3．2 基于MATLAB的球杆系统系统的设计 / 148
5．4 基于LABVIEW的位置控制系统 / 152
5．4．1 位置控制系统的工作原理 / 152
5．4．2 位置控制系统的设计 / 152
你知道吗？ / 155
自动控制技术在太阳能电池板自动跟踪系统中的应用 / 155
本章回顾 / 158
习题5 / 158
第6章 MATLAB7．0软件及其Simulink模块介绍 / 159
6．1 Simulink功能模块 / 159
6．2 Simulink的启动与退出 / 160
6．3 Simulink的操作 / 163
第7章 EWB软件的使用 / 168
7．1 EWB基本界面 / 168
7．2 示波器的使用 / 173
7．3 自动延时开关的使用 / 176
附录A 中英文对照的名词术语索引表
附录B 本书常用字符表
附录C 常用函数的拉斯变换表
参考文献 / 181