自動控制原理與系統(tǒng)

自動控制原理與系統(tǒng)項目1太陽能抽水系統(tǒng)的認識1
任務1.1液位控制系統(tǒng)2
1.1.1自動控制技術的發(fā)展史2
1.1.2人工控制與自動控制的概念3
任務1.2太陽能抽水系統(tǒng)5
1.2.1開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的概念和特點5
1.2.2自動控制系統(tǒng)的分類7
任務1.3自動孵化控制系統(tǒng)9
1.3.1正反饋與負反饋10
1.3.2自動控制系統(tǒng)的性能要求11
小結14
本章習題14
項目2直流調速系統(tǒng)數(shù)學模型的建立16
任務2.1串聯(lián)諧振電路數(shù)學模型的建立17
2.1.1拉普拉斯變換18
2.1.2數(shù)學模型與傳遞函數(shù)20
任務2.2運算放大器和常用調節(jié)器的傳遞函數(shù)24
2.2.1比例環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)與MATLAB仿真25
2.2.2積分環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)與MATLAB仿真27
2.2.3微分環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)與MATLAB仿真30
任務2.3晶閘管觸發(fā)電路的傳遞函數(shù)32
2.3.1慣性環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)及MATLAB仿真33
2.3.2延遲環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)及MATLAB仿真34
任務2.4振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)38
2.4.1直流電動機振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)38
2.4.2常見的其他振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)40
2.4.3振蕩環(huán)節(jié)的數(shù)學表達式和傳遞函數(shù)40
任務2.5直流調速系統(tǒng)的框圖變換40
2.5.1框圖的組成和基本變換41
2.5.2比較點與引出點的合并、互換及移動規(guī)則45
2.5.3利用框圖變換求取傳遞函數(shù)47
任務2.6單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的求取48
2.6.1自動控制系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)的求取48
2.6.2交叉反饋系統(tǒng)框圖的化簡及其閉環(huán)傳遞函數(shù)的求取50
小結51
本章習題51
項目3單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的時域性能分析55
任務3.1單閉環(huán)直流調速的穩(wěn)定性分析55
3.1.1自動控制系統(tǒng)穩(wěn)定的概念及充分必要條件56
3.1.2穩(wěn)定判據(jù)58
任務3.2單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析63
3.2.1穩(wěn)態(tài)誤差及其概念 64
3.2.2單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差性能分析68
任務3.3單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的動態(tài)性能分析71
3.3.1一階系統(tǒng)的動態(tài)性能分析72
3.3.2典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應74
小結79
本章習題80
項目4直流調速系統(tǒng)的校正82
任務4.1直流調速系統(tǒng)的串聯(lián)校正82
4.1.1校正的基本知識83
4.1.2比例（P）串聯(lián)校正84
4.1.3比例微分（PD）串聯(lián)校正86
4.1.4比例積分（PI）串聯(lián)校正87
4.1.5比例積分微分（PID）串聯(lián)校正89
任務4.2換熱器的順饋補償91
4.2.1擾動順饋補償92
4.2.2輸入順饋補償93
4.2.3反饋校正對典型環(huán)節(jié)的影響94
小結95
本章習題97
項目5不可逆直流調速系統(tǒng)98
任務5.1直流調速系統(tǒng)的基本概念98
5.1.1調速的幾種方法99
5.1.2調速系統(tǒng)對轉速的控制要求與系統(tǒng)性能指標之間的關系100
任務5.2轉速負反饋直流調速系統(tǒng)101
5.2.1轉速負反饋直流調速系統(tǒng)的組成、框圖和自動調節(jié)過程101
5.2.2系統(tǒng)性能分析103
5.2.3反饋控制規(guī)律105
5.2.4穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算106
任務5.3電流截止負反饋環(huán)節(jié)108
5.3.1電流截止負反饋環(huán)節(jié)的實現(xiàn)108
5.3.2自動調節(jié)過程及對系統(tǒng)靜特性的影響109
任務5.4具有電壓負反饋和電流正反饋的直流調速系統(tǒng) 111
5.4.1具有電壓負反饋直流調速系統(tǒng)的組成及定性分析112
5.4.2帶電流正反饋的電壓負反饋調速系統(tǒng)113
任務5.5帶PI調節(jié)器的無靜差直流調速系統(tǒng)114
5.5.1PI調節(jié)器的作用115
5.5.2具有PI調節(jié)器的無靜差直流調速系統(tǒng)116
5.5.3電流檢測電路116
任務5.6轉速和電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)116
5.6.1雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的組成118
5.6.2系統(tǒng)框圖及工作原理118
5.6.3雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的靜特性及穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算119
5.6.4雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的啟動特性120
5.6.5雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的優(yōu)點122
小結122
本章習題123
項目6晶閘管可逆直流調速系統(tǒng)127
任務6.1可逆直流調速電路的幾種形式127
6.1.1實現(xiàn)可逆運行的幾種方法128
6.1.2可逆拖動的4種工作狀態(tài)129
任務6.2可逆系統(tǒng)中的環(huán)流130
任務6.3可控環(huán)流可逆調速系統(tǒng)的工作原理134
6.3.1可控環(huán)流可逆調速系統(tǒng)的基本組成135
6.3.2可控環(huán)流可逆調速系統(tǒng)的工作原理135
任務6.4邏輯無環(huán)流可逆調速系統(tǒng)136
小結141
本章習題141
項目7直流脈寬調速系統(tǒng)142
任務7.1脈寬調制型直流調壓電路142
7.1.1脈寬調制原理143
7.1.2不可逆PWM變換器144
7.1.3由集成電路控制的BJTPWM直流調速系統(tǒng)147
7.1.4PWM控制系統(tǒng)的特點148
小結149
本章習題149
項目8位置隨動系統(tǒng)150
任務8.1位置隨動系統(tǒng)概述150
8.1.1位置隨動系統(tǒng)的應用151
8.1.2位置隨動系統(tǒng)的性能指標及其主要組成151
任務8.2位置信號的檢測元件及執(zhí)行元件152
8.2.1位移檢測元件152
8.2.2執(zhí)行元件156
任務8.3數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)159
8.3.1數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的原理160
8.3.2數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的性能分析161
小結161
本章習題162
項目9直流調速系統(tǒng)MATLAB仿真163
任務9.1單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的MATLAB仿真164
9.1.1開環(huán)調速系統(tǒng)的建模與仿真164
9.1.2單閉環(huán)有靜差轉速負反饋調速系統(tǒng)的建模與仿真172
9.1.3無靜差轉速負反饋調速系統(tǒng)的建模與仿真174
9.1.4電流截止負反饋調速系統(tǒng)的建模與仿真175
9.1.5電壓反饋調速系統(tǒng)的建模與仿真177
任務9.2雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的MATLAB仿真179
小結181
附錄AMATLAB在控制系統(tǒng)中的應用182
附錄BSimulink/Simpower System工具箱資源及MATLAB仿真基礎196
參考文獻213