机械工程控制基础实验教程

机械工程控制基础实验教程
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作者:
出版社: 科学出版社
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
  • 《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。
  • 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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