机械工程控制基础实验教程
出版时间:
2014-11
版次:
1
ISBN:
9787030424594
定价:
23.00
装帧:
平装
开本:
16开
纸张:
其他
页数:
128页
字数:
200千字
正文语种:
简体中文
3人买过
-
《机械工程控制基础实验教程》围绕机械工程自动控制学科教学主线构建实验教学体系,包括基本认知实验、系统建模实验、系统分析实验、控制系统设计实验等,在现有实验设备基础上设计进行工作台位置控制实验、磁悬浮控制实验、模拟电路控制实验等物理实验的同时,开展计算机虚拟实验。
《机械工程控制基础实验教程》共6章,主要内容包括自动控制系统认知、自动控制系统的数学描述、线性系统的时域分析方法、线性系统的频域分析方法、线性系统的根轨迹分析方法、控制器设计实验等。 前言
第1章自动控制系统认知1
1.1绪论1
1.2简易磁悬浮系统2
1.2.1磁悬浮系统的组成2
1.2.2磁悬浮系统的工作原理2
1.3直流电动机控制系统3
1.3.1直流电动机控制系统的组成3
1.3.2直流电动机控制系统的工作
原理4
1.4工作台位置控制系统4
1.4.1工作台位置控制系统的组成4
1.4.2工作台位置控制系统的工作
原理5
1.5三自由度数控平台6
1.5.1三自由度数控平台的组成6
1.5.2三自由度数控平台的工作
原理6
1.6球-杆系统8
1.6.1球-杆系统的组成8
1.6.2球-杆系统的工作原理8
1.7平面倒立摆系统9
1.7.1平面倒立摆系统的组成9
1.7.2平面倒立摆系统的工作
原理10
1.8虚拟实验基础MATLAB/
Simulink10
1.8.1MATLAB的操作界面10
1.8.2MATLAB的帮助界面11
1.8.3MATLAB定义的常用特殊
变量11
1.8.4MATLAB操作的注意事项12
1.8.5Simulink简介12
1.9思考题14
第2章自动控制系统的数学描述15
2.1绪论15
2.2工作台位置控制系统建模15
2.3球-杆系统建模18
2.3.1控制对象的动力学方程18
2.3.2电气模型19
2.4简易磁悬浮系统建模20
2.4.1控制对象的动力学方程20
2.4.2系统的电磁力模型21
2.4.3电磁铁中控制电压和电流的
模型22
2.4.4功率放大器模型23
2.4.5系统平衡的边界条件23
2.4.6系统方程的描述23
2.5虚拟实验/机械工程控制系统的
数学模型24
2.5.1实验目的24
2.5.2实验内容24
2.6思考题26
第3章线性系统的时域分析方法27
3.1绪论27
3.2典型环节的时域响应27
3.2.1比例环节(P)27
3.2.2积分环节(I)31
3.2.3比例积分环节(PI)33
3.2.4比例微分环节(PD)35
3.2.5比例积分微分环节(PID)38
3.2.6典型一阶系统(惯性环节)41
3.2.7典型二阶系统(振荡环节)43
3.2.8典型三阶系统47
3.3工作台位置控制系统的时域
分析51
3.3.1工作台位置控制系统的脉冲
响应52
3.3.2工作台位置控制系统的阶跃
响应53
3.3.3工作台位置控制系统的斜坡
响应54
3.4虚拟实验/机械工程控制系统的
时域分析55
3.4.1实验目的55
3.4.2实验内容55
3.5思考题59
第4章线性系统的频域分析方法60
4.1绪论60
4.2模拟电路的Bode图测量实验60
4.3工作台位置控制系统的正弦
信号响应65
4.4虚拟实验/机械工程控制系统的
频域分析68
4.4.1实验目的68
4.4.2实验内容68
4.5思考题71
第5章线性系统的根轨迹分析方法73
5.1绪论73
5.2线性系统的根轨迹分析73
5.3虚拟实验/机械工程控制系统的
根轨迹分析78
5.3.1实验目的78
5.3.2实验内容78
5.4思考题83
第6章控制器设计实验84
6.1绪论84
6.2温度闭环控制系统设计实验84
6.2.1模拟PID温度闭环控制
系统框图84
6.2.2控制系统的模拟电路图86
6.2.3实验步骤87
6.3球-杆系统的PID控制实验90
6.3.1绪论90
6.3.2球-杆系统的P控制实验95
6.3.3球-杆系统的PD控制实验96
6.3.4球-杆系统的PID控制实验97
6.4球-杆系统的根轨迹控制实验98
6.4.1球-杆系统的根轨迹绘制98
6.4.2根轨迹校正99
6.4.3根轨迹校正实验102
6.5工作台位置的PID控制实验103
6.6虚拟实验/机械工程控制系统的
设计与校正104
6.6.1实验目的104
6.6.2实验内容104
6.7思考题119
参考文献120
附录一121
附录二122
-
内容简介:
《机械工程控制基础实验教程》围绕机械工程自动控制学科教学主线构建实验教学体系,包括基本认知实验、系统建模实验、系统分析实验、控制系统设计实验等,在现有实验设备基础上设计进行工作台位置控制实验、磁悬浮控制实验、模拟电路控制实验等物理实验的同时,开展计算机虚拟实验。
《机械工程控制基础实验教程》共6章,主要内容包括自动控制系统认知、自动控制系统的数学描述、线性系统的时域分析方法、线性系统的频域分析方法、线性系统的根轨迹分析方法、控制器设计实验等。
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目录:
前言
第1章自动控制系统认知1
1.1绪论1
1.2简易磁悬浮系统2
1.2.1磁悬浮系统的组成2
1.2.2磁悬浮系统的工作原理2
1.3直流电动机控制系统3
1.3.1直流电动机控制系统的组成3
1.3.2直流电动机控制系统的工作
原理4
1.4工作台位置控制系统4
1.4.1工作台位置控制系统的组成4
1.4.2工作台位置控制系统的工作
原理5
1.5三自由度数控平台6
1.5.1三自由度数控平台的组成6
1.5.2三自由度数控平台的工作
原理6
1.6球-杆系统8
1.6.1球-杆系统的组成8
1.6.2球-杆系统的工作原理8
1.7平面倒立摆系统9
1.7.1平面倒立摆系统的组成9
1.7.2平面倒立摆系统的工作
原理10
1.8虚拟实验基础MATLAB/
Simulink10
1.8.1MATLAB的操作界面10
1.8.2MATLAB的帮助界面11
1.8.3MATLAB定义的常用特殊
变量11
1.8.4MATLAB操作的注意事项12
1.8.5Simulink简介12
1.9思考题14
第2章自动控制系统的数学描述15
2.1绪论15
2.2工作台位置控制系统建模15
2.3球-杆系统建模18
2.3.1控制对象的动力学方程18
2.3.2电气模型19
2.4简易磁悬浮系统建模20
2.4.1控制对象的动力学方程20
2.4.2系统的电磁力模型21
2.4.3电磁铁中控制电压和电流的
模型22
2.4.4功率放大器模型23
2.4.5系统平衡的边界条件23
2.4.6系统方程的描述23
2.5虚拟实验/机械工程控制系统的
数学模型24
2.5.1实验目的24
2.5.2实验内容24
2.6思考题26
第3章线性系统的时域分析方法27
3.1绪论27
3.2典型环节的时域响应27
3.2.1比例环节(P)27
3.2.2积分环节(I)31
3.2.3比例积分环节(PI)33
3.2.4比例微分环节(PD)35
3.2.5比例积分微分环节(PID)38
3.2.6典型一阶系统(惯性环节)41
3.2.7典型二阶系统(振荡环节)43
3.2.8典型三阶系统47
3.3工作台位置控制系统的时域
分析51
3.3.1工作台位置控制系统的脉冲
响应52
3.3.2工作台位置控制系统的阶跃
响应53
3.3.3工作台位置控制系统的斜坡
响应54
3.4虚拟实验/机械工程控制系统的
时域分析55
3.4.1实验目的55
3.4.2实验内容55
3.5思考题59
第4章线性系统的频域分析方法60
4.1绪论60
4.2模拟电路的Bode图测量实验60
4.3工作台位置控制系统的正弦
信号响应65
4.4虚拟实验/机械工程控制系统的
频域分析68
4.4.1实验目的68
4.4.2实验内容68
4.5思考题71
第5章线性系统的根轨迹分析方法73
5.1绪论73
5.2线性系统的根轨迹分析73
5.3虚拟实验/机械工程控制系统的
根轨迹分析78
5.3.1实验目的78
5.3.2实验内容78
5.4思考题83
第6章控制器设计实验84
6.1绪论84
6.2温度闭环控制系统设计实验84
6.2.1模拟PID温度闭环控制
系统框图84
6.2.2控制系统的模拟电路图86
6.2.3实验步骤87
6.3球-杆系统的PID控制实验90
6.3.1绪论90
6.3.2球-杆系统的P控制实验95
6.3.3球-杆系统的PD控制实验96
6.3.4球-杆系统的PID控制实验97
6.4球-杆系统的根轨迹控制实验98
6.4.1球-杆系统的根轨迹绘制98
6.4.2根轨迹校正99
6.4.3根轨迹校正实验102
6.5工作台位置的PID控制实验103
6.6虚拟实验/机械工程控制系统的
设计与校正104
6.6.1实验目的104
6.6.2实验内容104
6.7思考题119
参考文献120
附录一121
附录二122
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