基本信息

书名:机械工程控制基础学习辅导与题解(修订版)

：28.8元

作者:熊良才，杨克冲，吴波 著

出版社：华中科技大学出版社

出版日期：2013-03-01

ISBN：9787560986630

字数：

页码：226

版次：2

装帧：平装

开本：16开

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目录

第1章 绪论
内容提要
1.1 机械工程控制论的研究对象与任务
1.2 系统及其模型
1.3 反馈
1.4 系统的分类及对控制系统的基本要求基本要求、重点与难点
例题
习题与解答

第2章 系统的数学模型
内容提要
2.1 系统的微分方程
2.2 系统的传递函数
2.3 系统的传递函数方框图及其简化
2.4 反馈控制系统的传递函数
2.5 相似原理
2.6 系统的状态空间模型
基本要求、重点与难点
例题
习题与解答

第3章 时间响应分析
内容提要
3.1 时间响应及其组成
3.2 典型输入信号
3.3 一阶系统的时间响应
3.4 二阶系统的时间响应
3.5 高阶系统的响应分析
3.6 系统误差分析与计算
3.7 δ函数在时间响应中的作用
基本要求、重点与难点
例题
习题与解答

第4章 频率特性分析
内容提要
4.1 频率特性概述
4.2 频率特性的图示法
4.3 频率特性的特征量
4.4 小相位系统和小相位系统基本要求、重点与难点
例题
习题与解答

第5章 系统的稳定性
内容提要
5.1 系统稳定性的初步概念
5.2 Routh稳定判据
5.3 Nyquist稳定判据
5.4 Bode稳定判据
5.5 系统的相对稳定性
基本要求、重点与难点
例题
习题与解答

第6章 系统的性能与校正
内容提要
6.1 系统的性能指标
6.2 系统的校正
6.3 无源校正
6.4 PID校正
6.5 反馈校正
6.6 顺馈校正
基本要求、重点与难点
例题
习题与解答

第7章 线性系统初步
内容提要
7.1 概述
7.2 描述函数法
7.3 相平面分析法
基本要求、重点与难点
例题
习题与解答

第8章 线性离散系统初步
内容提要
8.1 概述
8.2 信号的采样与采样定理
8.3 Z变换与Z逆变换
8.4 离散系统的传递函数
8.5 离散系统的稳定性分析
8.6 离散系统的校正与设计
基本要求、重点与难点
例题
习题与解答

第9章 系统辨识初步
内容提要
9.1 系统辨识的基本概念
9.2 系统辨识的频率特性法
9.3 单位脉冲响应的估计
9.4 系统辨识的差分方程法
基本要求、重点与难点
习题与解答

附录 设计题目选编
题目1 直线一级倒立摆的建模、分析与PID控制
题目2 磁悬浮实验装置建模、分析及其控制
题目3 单容水箱液位控制系统建模、分析及其控制
题目4 水温控制系统建模、分析及其控制
题目5 电动玩具车定速巡航系统
题目6 张力控制实验系统
参考文献

内容提要

《机械工程控制基础学习辅导与题解（修订版）》对教材中的内容进行了简要的总结，扩充了教材中的例题，并对教材中的所有习题进行了解答。
　　《机械工程控制基础学习辅导与题解（修订版）》可作为讲授“机械工程控制基础”课程教师的教学参考书，也可作为机械类学生学习该课程的参考书。

文摘

（1）特征方程的各项系数都不等于零；
　　（2）特征方程的各项系数的符号都相同。
　　此即系统稳定的必要条件。
　　按习惯，一般取阶次项的系数为正，上述两个条件可以归结为一个必要条件，即系统特征方程的各项系数全大于零，且不能为零。
　　2.系统稳定的充要条件
　　系统稳定的充要条件是Routh表的列元素全部大于零，且不能等于零。
　　运用Routh判据还可以判定一个不稳定系统所含的具有正实部的特征根的个数，即Routh表列元素中符号改变的次数。
　　运用Routh判据的关键在于建立Routh表。建立Routh表的方法请参阅相关的例题。运用Routh判据判定系统的稳定性，需要知道系统闭环传递函数或系统的特征方程。
　　在运用Routh判据时还应注意以下两种特殊的情况。
　　（1）如果在Pouth表中任意一行的个元素为零，而其后各元素不全为零，则在计算下一行的个元素时，该元素将趋于无穷大。于是Routh表的计算无法继续。为了克服这一困难，可以用一个很小的正数e代替列等于零的元素，然后计算Routh表的其余各元素。若ε上下各元符号不变，且列元素符号均为正，则系统特征根中存在共轭的虚根。此时，系统为临界稳定系统。
　　（2）如果在Routh表中任意一行的所有元素均为零，Routh表的计算无法继续。此时，可以利用该行的上一行的元素构成一个辅助多项式，并用多项式方程的导数的系数组成Routh表的下一行。这样，Routh表中的其余各元素就可以计算下去。出现上述情况，一般是由于系统的特征根中，或存在两个符号相反的实根（系统自由响应发散，系统不稳定），或存在一对共轭复根（系统自由响应发散，系统不稳定），或存在一对共轭的纯虚根（即系统自由响应会维持某一频率的等幅振荡，此时系统临界稳定），或是以上几种的组合，等等。这些特殊的使系统不稳定或临界稳定的特征根可以通过求解辅助多项式方程得到。
　　3.相对稳定性的检验
　　对于稳定的系统，运用Routh判据还可以检验系统的相对稳定性，采用以下方法。
　　（1）将（s）平面的虚轴向左移动某个数值，即令s=z—σ（σ为正实数），代入系统特征方程，则得到关于z的特征方程。
　　（2）利用Routh判据对新的特征方程进行稳定性判别。如果新Routh表列元素全大于零，则说明原系统特征方程所有的根均在新虚轴之左边，σ越大，系统相对稳定性越好。
　　5.3Nyquist稳定判据
　　1.辅助函数及其与开环、闭环传递函数零点和极点的关系。
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