機械控制工程基礎

1　緒論
　1.1　機械控制工程概述
　1.2　機械系統(tǒng)中信息傳遞、反饋以及反饋控制
　1.3　反饋控制系統(tǒng)
　　1.3.1　開環(huán)控制與閉環(huán)控制
　　1.3.2　閉環(huán)控制系統(tǒng)的構(gòu)成
　1.4　對控制系統(tǒng)性能的基本要求
　本章小結(jié)
　習題
2　控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
　2.1　控制系統(tǒng)的微分方程
　　2.1.1　線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)
　　2.1.2　線性系統(tǒng)微分方程的列寫
　　2.1.3　系統(tǒng)非線性微分方程的線性化
　2.2　傳遞函數(shù)
　　2.2.1　傳遞函數(shù)的定義
　　2.2.2　傳遞函數(shù)的常見形式
　2.3　傳遞函數(shù)方塊圖　
　　2.3.1　控制系統(tǒng)的基本聯(lián)接方式
　　2.3.2　擾動作用下的閉環(huán)控制系統(tǒng)
　　2.3.3　方塊圖的繪制
　　2.3.4　方塊圖的變換
　　2.3.5　方塊圖的簡化
　2.4　典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)
　　2.4.1　比例環(huán)節(jié)
　　2.4.2　慣性環(huán)節(jié)　
　　2.4.3　微分環(huán)節(jié)　
　　2.4.4　積分環(huán)節(jié)
　　2.4.5　振蕩環(huán)節(jié)
　　2.4.6　延時環(huán)節(jié)
　本章小結(jié)
　習題
3　控制系統(tǒng)的時域分析
　3.1　時間響應與典型輸入信號
　　3.1.1　時間響應及其組成
　　3.1.2　典型輸入信號
　3.2　階系統(tǒng)的時間響應
　　3.2.1　階系統(tǒng)的數(shù)學模型
　　3.2.2　階系統(tǒng)的單位階躍響應
　　3.2.3　階系統(tǒng)的單位脈沖響應
　3.3　二階系統(tǒng)的時間響應
　　3.3.1　二階系統(tǒng)的數(shù)學模型
　　3.3.2　二階系統(tǒng)的單位階躍響應
　　3.3.3　二階系統(tǒng)的單位脈沖響應
　3.4　高階系統(tǒng)的時間響應
　　3.4.1　高階系統(tǒng)的時間響應分析
　　3.4.2　高階系統(tǒng)的簡化
　3.5　控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標
　　3.5.1　瞬態(tài)響應的性能指標
　　3.5.2　時間響應的實驗方法
　3.6　控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
　　3.6.1　穩(wěn)定性的基本概念
　　3.6.2　線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件
　　3.6.3　Routh-Hurwitz穩(wěn)定判據(jù)
　3.7　計算機輔助時域分析
　本章小結(jié)
　習題
4　控制系統(tǒng)的頻域分析
　4.1　頻率特性的基本概念
　　4.1.1　頻率響應
　　4.1.2　頻率特性
　　4.1.3　頻率特性的求取方法
　　4.1.4　頻率特性分析法的特點
　4.2　頻率特性的圖形表示方法
　　4.2.1　極坐標圖（Nyquist圖）
　　4.2.2　地數(shù)頻率特性圖（Bode圖）
　　4.2.3　典型環(huán)節(jié)的頻率特性圖
　4.3　控制系統(tǒng)的頻率特性圖
　　4.3.1　系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性圖
　　4.3.2　閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性圖
　　4.3.3　閉環(huán)頻率特性圖與開環(huán)頻率特性圖的對應關(guān)系
　4.4　控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的頻域判據(jù)
　　4.4.1　幅角原理
　　4.4.2　基于極坐標圖的奈魁斯特判據(jù)
　　4.4.3　基于Bode圖的奈魁斯特判據(jù)
　4.5　控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性　
　　4.5.1　相位裕量
　　4.5.2　增益裕量
　4.6　閉環(huán)系統(tǒng)性能的頻域分析
　　4.6.1　系統(tǒng)動態(tài)性能的頻域指標
　　4.6.2　系統(tǒng)的頻域指標與時域指標之間的關(guān)系
　　4.6.3　根據(jù)頻率特性圖分析系統(tǒng)的時域動態(tài)性能
　4.7　計算機輔助頻域分析
　　4.7.1　頻率特性的極坐標圖
　　4.7.2　頻率特性的Bode圖
　本章小結(jié)
　習題
5　控制系統(tǒng)的誤差分析
6　控制系統(tǒng)的綜合與校正
7　采樣控制系統(tǒng)初步
附錄A　拉普拉斯變換
附錄B　z變換
附錄C　MATLAB語言及控制系統(tǒng)分析工具簡介
參考文獻