高职高专电气自动化技术专业规划教材 自动控制原理与系统 9787512300415 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

王诗军 著

图书标签:

• 自动控制原理
• 电气自动化
• 高职高专
• 专业规划教材
• 控制系统
• 自动化技术
• 9787512300415
• 高等教育
• 工程技术
• 教材

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512300415

商品编码：29629110511

包装：平装

出版时间：2010-01-01

基本信息

书名:高职高专电气自动化技术专业规划教材 自动控制原理与系统

：17.60元

售价：12.8元,便宜4.8元,折扣72

作者:王诗军

出版社：中国电力出版社

出版日期：2010-01-01

ISBN：9787512300415

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.281kg

编辑推荐

内容提要

本书为高职高专电气自动化技术专业规划教材。
本书分为两篇九章，上篇为自动控制原理部分，包括自动控制系统的基本概念、数学模型、自动控制的时域分析法和频域分析法、自动控制系统的校正。下篇为自动控制系统部分，包括单闭环调速系统、转速、电流双闭环直流调速系统、可逆直流调速系统、直流脉宽调速系统。
本书可作为高职高专自动化类、电力技术类等专业自动控制原理与系统课程的教材，也可供相关工程技术人员参考。

目录

作者介绍

文摘

序言

自动控制理论与实践：深入解析现代工程的核心驱动力 在飞速发展的现代工业和科技领域，自动化技术扮演着愈发核心的角色。从精密的航空航天系统到日常生活的智能家电，再到大规模的生产制造流程，自动控制系统无处不在，它们是提升效率、保证质量、保障安全的关键。本书旨在为高职高专电气自动化技术专业的学生提供一套系统、深入且极具实践指导意义的自动控制理论与系统知识体系。我们将剥离冗余的概念，聚焦于最能体现自动化技术精髓和实际应用的核心内容，力求让读者在掌握理论知识的同时，也能深刻理解其背后的工程原理与实践挑战。 第一章 自动控制系统概述：理解控制的本质与发展 本章将带领读者踏入自动控制的世界，从最基础的定义出发，阐明自动控制的内涵、作用以及在现代社会中的重要地位。我们将探讨控制系统的基本组成部分，包括控制器、被控对象、传感器和执行器，并分析它们之间的相互关系。此外，我们将简要回顾自动控制理论的发展历程，了解从早期经验性控制到现代数学化、智能化控制的演变，这有助于读者建立起对该学科的宏观认识。最后，我们会介绍几种典型的自动控制系统，如闭环控制系统和开环控制系统，并分析它们的优缺点及适用场景，为后续深入学习奠定基础。 第二章 系统建模与描述：为控制对象“画像” 要实现对一个系统的有效控制，首先必须对其进行准确的数学描述，即系统建模。本章将详细介绍各种常用的系统建模方法，包括物理模型法和实验辨识法。我们将重点讲解如何将现实世界中的物理系统（如机械、电气、液压等）转化为数学模型，例如微分方程、传递函数和状态空间方程。 微分方程模型： 这是描述动态系统最基础的形式，通过分析系统的物理定律（如牛顿定律、基尔霍夫定律等）推导出描述系统状态变量随时间变化的方程。我们将学习如何建立和求解这些方程，以理解系统的瞬态和稳态行为。 传递函数模型： 在频域分析中，传递函数是描述系统输入输出关系的强大工具。本章将深入讲解如何从微分方程模型推导出传递函数，并阐述传递函数在分析系统特性（如增益、相频特性）方面的作用。我们将学习拉普拉斯变换在传递函数推导中的应用。 状态空间模型： 这种模型以一组一阶微分方程描述系统的内部状态，能够更全面地反映系统的动态特性，尤其适用于多输入输出（MIMO）系统和更复杂的系统分析。我们将学习如何构建状态空间方程，并理解状态向量的物理意义。 掌握了这些建模方法，读者就具备了将复杂的工程问题转化为可分析的数学模型的关键能力。 第三章 线性定常系统时域分析：洞察系统响应的动态过程 本章将聚焦于线性定常（LTI）系统，这是自动控制理论分析的基础。我们将深入研究系统在不同输入信号（如单位阶跃信号、单位斜坡信号、单位冲激信号）作用下的时域响应特性。 瞬态响应分析： 读者将学习如何通过分析系统的阶跃响应来评价其动态性能，包括上升时间、峰值时间、超调量和调节时间等关键指标。理解这些指标的意义，有助于我们判断系统的快速性、稳定性和精确性。 稳态误差分析： 无论系统如何响应，最终都可能存在一个与期望输出值之间的偏差，即稳态误差。本章将详细介绍不同类型系统（零型、一型、二型系统）在不同稳态输入下的稳态误差特性，以及如何通过调整系统结构（如增加积分环节）来消除或减小稳态误差。 稳定性分析： 稳定性是自动控制系统最基本的要求。我们将介绍李雅普诺夫稳定性理论的基本概念，并重点讲解如何利用劳斯判据（Routh Criterion）来判断线性定常系统的稳定性。理解稳定性判据，是确保系统能够正常工作的先决条件。 通过时域分析，读者将能够直观地理解自动控制系统的动态行为，并初步掌握评价和改进系统性能的方法。 第四章 线性定常系统频域分析：从频率视角揭示系统特性 频域分析是自动控制理论的另一重要分支，它通过分析系统对不同频率信号的响应来揭示系统的特性。本章将带领读者深入理解这一分析方法。 频率响应： 我们将学习如何绘制系统的幅频特性曲线和相频特性曲线（即奈奎斯特图和伯德图）。这些图形能够直观地反映系统在不同频率下的增益和相移特性，为系统设计和分析提供重要的依据。 稳定性判据（频域）： 基于频率响应，我们将介绍奈奎斯特稳定判据（Nyquist Criterion）和根轨迹法。奈奎斯特判据能够判断系统的稳定性，即使对于非线性系统也有一定的借鉴意义。根轨迹法则通过分析系统特征方程的根随系统增益变化的轨迹，来评估系统的稳定性和动态性能。 性能指标（频域）： 除了稳定性，我们还将从频域角度理解系统的其他性能指标，如带宽、增益裕度和相角裕度。这些指标与时域的瞬态响应指标相互关联，提供了另一种审视系统性能的视角。 频域分析提供了强大的工具，能够帮助工程师在更广泛的范围内设计和优化控制系统。 第五章 PID控制器设计与应用：工业自动化中最常用的控制策略 比例-积分-微分（PID）控制器是工业界应用最广泛、最经典的一类控制器。本章将对PID控制器进行深入的讲解和应用分析。 PID控制器原理： 我们将详细阐述比例（P）、积分（I）和微分（D）控制各自的作用及其对系统响应的影响。理解每个环节的贡献，是合理整定PID参数的基础。 PID参数整定： 如何选择合适的PID参数（Kp, Ki, Kd）是实现系统良好性能的关键。本章将介绍多种常用的PID参数整定方法，包括手动整定法、经验公式法（如齐格勒-尼科尔斯法）以及基于模型的方法。我们将分析各种方法的优缺点和适用范围。 PID控制器的改进与应用： 除了基本的PID控制器，我们还将介绍一些PID控制器的改进形式，如PI-D控制器、比例-微分-积分（PDF）控制器等。同时，我们将通过具体的工业应用案例，如电机调速、温度控制、液位控制等，展示PID控制器在实际工程中的强大威力。 通过本章的学习，读者将能够熟练掌握PID控制器的设计、整定和应用，为解决实际工程问题打下坚实的基础。 第六章 现代控制理论基础：走向更复杂的控制系统 随着科技的发展，许多实际控制系统不再是简单的线性定常系统，而是具有多变量、时变、非线性等复杂特性的系统。本章将引入现代控制理论的基本概念，为读者打开通往更先进控制技术的大门。 状态观测器： 在实际系统中，并非所有状态变量都能直接测量。状态观测器能够根据系统的输入和输出信息来估计系统的内部状态。我们将介绍观测器的基本原理和设计方法。 线性二次型调节器（LQR）： LQR是一种基于最优控制理论的控制器设计方法，能够根据预设的性能指标（如二次型代价函数）来设计最优的控制器增益。 模糊控制与神经网络控制简介： 随着人工智能技术的发展，模糊控制和神经网络控制等智能控制方法在处理复杂非线性系统方面展现出独特的优势。本章将对这些智能控制方法进行初步的介绍，让读者了解其基本思想和应用前景。 本章将为读者提供更广阔的视野，使其认识到自动控制理论的不断发展和创新。 第七章 控制系统设计与仿真：理论联系实际的桥梁 理论知识最终需要通过实践来检验和应用。本章将重点关注控制系统的设计流程，并引入仿真技术作为重要的辅助手段。 系统设计流程： 我们将梳理从系统需求分析、模型建立、控制器设计到系统仿真与验证的完整工程设计流程，帮助读者理解一个控制系统是如何从概念走向现实的。 仿真软件应用： 掌握常用的控制系统仿真软件（如MATLAB/Simulink）是现代工程师必备的技能。我们将介绍如何利用这些软件搭建系统模型、设计控制器、进行仿真实验，并分析仿真结果。通过仿真，读者可以直观地观察系统的动态行为，并对控制器参数进行优化，从而降低实际调试的风险和成本。 实际工程案例分析： 本章将穿插一些实际的工程案例分析，例如工业机器人控制、交通信号灯控制、电力系统稳定控制等，展示不同控制理论和方法在不同领域的应用。 通过本章的学习，读者将能够更好地将所学的理论知识转化为解决实际工程问题的能力。 第八章 系统实现与调试：从理论到硬件的飞跃 最终，控制系统需要通过硬件来实现。本章将简要介绍控制系统的硬件实现与调试过程。 硬件组成： 介绍实现自动控制系统所需的典型硬件组件，如传感器（温度、压力、位置等）、执行器（电机、阀门、继电器等）、控制器（PLC、微控制器等）以及信号处理电路。 基本调试方法： 探讨在硬件实现过程中可能遇到的问题，以及一些基本的调试技巧和注意事项，例如信号的采集与处理、控制信号的输出与执行、以及系统集成后的联合调试。 本章的内容将帮助读者理解理论知识在实际硬件系统中的落地过程，为他们未来参与实际工程项目打下基础。 本书的编写宗旨是提供一个清晰、实用且与时俱进的自动控制理论与系统学习平台。我们力求通过详实的理论讲解、生动的案例分析和必要的仿真辅助，帮助高职高专电气自动化技术专业的学生建立扎实的专业基础，掌握核心的控制技术，为他们未来的职业生涯奠定坚实的基础，使其能够胜任自动化技术领域的各类工程设计、开发、调试与维护工作。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我对“自动化”这个概念有了全新的认识，远不止是学校里那些枯燥的公式和理论。它不仅仅是在讲解自动控制的原理，更像是在打开一扇通往实际应用的大门。我记得里面有个章节讲到工业生产线上的机器人手臂如何精准协调运动，看得我目不转睛。书中并没有简单罗列技术名词，而是通过大量的案例分析，比如智能工厂的构建、电力系统的稳定性控制，甚至是家庭智能家居的联动，来阐述复杂的理论。读到后面，我甚至开始思考，我们日常生活中遇到的很多便利，背后都有这些自动化技术的支撑。最让我惊喜的是，它还深入探讨了系统设计中的一些挑战，比如如何处理信号的噪声、如何优化控制器的参数以达到最佳性能。书中的插图和流程图也画得非常清晰，对于我这种视觉型学习者来说，简直是福音。它让我意识到，自动控制不仅仅是理论学科，更是解决实际工程问题的强大工具，也让我对未来自动化技术的发展充满好奇和期待。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将步入社会的电气自动化技术专业学生，我迫切需要一本能够帮助我理解并掌握专业核心知识的教材。这本《自动控制原理与系统》给我带来了意想不到的收获。它并没有停留在基础理论的层面，而是巧妙地将理论与实际工程紧密结合。书中对不同类型控制系统的分析，从简单的PID控制器到更复杂的模糊控制和神经网络控制，都提供了深入浅出的讲解，并且配以丰富的工程实例。我印象特别深刻的是关于系统辨识的章节，它解释了如何从实际运行数据中建立系统的数学模型，这对于理解和设计复杂的工业控制系统至关重要。此外，书中还特别强调了安全性和可靠性在自动化系统设计中的地位，这对于我们未来从事相关工作至关重要。读这本书，我感觉自己不仅在学习知识，更是在学习一种解决问题的思维方式，一种能够将抽象理论转化为实际工程解决方案的能力。它让我更加坚定了在这个领域深耕的决心。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对自动化技术充满兴趣的在职工程师，一直希望能拓展自己在自动控制领域的知识边界。这本书恰好满足了我的需求。它提供了一个非常系统和深入的视角来理解自动控制的本质。书中对控制理论的讲解，不仅仅是理论公式的堆砌，而是着重于背后的物理意义和工程含义。我特别喜欢其中关于系统稳定性分析的部分，它通过不同的方法，如根轨迹法、奈奎斯特图等，详细阐述了如何判断系统的稳定性，以及如何通过调整系统参数来改善其稳定性。这对于我们在实际工程中诊断和解决系统故障非常有指导意义。另外，书中对于非线性系统和数字控制系统的讲解也十分到位，这在现代工业自动化中是必不可少的知识。它让我看到，自动控制技术是如何在复杂多变的工业环境中发挥关键作用的。这本书为我提供了一个宝贵的理论框架，让我能够更清晰地认识和理解自动化系统的设计和优化。

评分☆☆☆☆☆

作为一个刚刚接触自动控制原理的初学者，我曾经对这个领域感到有些畏惧，担心会充满难以理解的数学公式。然而，这本《自动控制原理与系统》彻底打消了我的顾虑。它以一种非常易懂和循序渐进的方式，将复杂的概念分解成一个个容易理解的单元。书中大量的图示和实例，让那些抽象的理论变得生动起来。我尤其喜欢书中对于“反馈”概念的阐述，通过生动的比喻，让我瞬间明白了反馈在控制系统中的核心作用。它还介绍了不同类型的传感器和执行器，以及它们在自动控制系统中的应用，这让我对整个系统的构成有了更直观的认识。读这本书，我感觉就像是在一位经验丰富的老师的指导下学习，他不仅教会了我“是什么”，更教会了我“为什么”。它激发了我对自动化技术的好奇心，让我对未来的学习充满了信心和期待。

评分☆☆☆☆☆

这本教材给我最大的启发在于它对“系统”这个概念的深刻理解。它不仅仅是将自动控制的原理分开讲解，而是强调了各个部分之间的相互联系和协同作用。书中对各种控制器（如PID、模糊、自适应等）的设计原理和适用范围的详细分析，让我看到了不同控制策略的优劣以及它们在实际应用中的选择依据。我印象很深的是关于系统性能指标的讲解，比如超调量、调节时间、稳态误差等，这些都是评价一个控制系统好坏的关键。书中通过具体的例子，展示了如何通过调整控制器参数来优化这些指标，从而实现更精确、更高效的控制。此外，它还涉及到了系统建模和仿真的方法，这对于我们在实际工程中进行设计和验证非常有帮助。这本书让我意识到，自动控制是一个整体性的工程，需要综合考虑理论、应用和性能等多个方面。