自动控制原理与系统。2010年机械工业出版社出版图书。

中文名

自动控制原理与系统

书 名: 自动控制原理与系统（第3版）作　者：孔凡才

出版社： 机械工业出版社

出版时间： 2010-07-29

ISBN: 7111050800

开本： 16开

定价: 34.00元

本书是在1996年出版的高专规划教材《自动控制原理与系统》(第2版)的基础上，根据当今高新技术的发展和高职高专更侧重现场技术应用的特点而进行更新与修订的。全书分为两篇，第1篇为自动控制原理，它包括系统数学模型的建立，分析系统性能常用的方法，对系统的性能进行分析，探讨改善系统性能的途径，其中包括时域分析法，频率特性法和MATLAB软件的应用。第2篇为自动控制系统，它包括直流调速系统、交流调速系统、位置随动系统和实际系统的分析与调试。其中新增加了BJT-PWM控制系统，IGBT-SPWM—VVVF交流变频调速系统，微机控制的、采用专用集成芯片的位置随动系统等。 本书第3版修订时，仍将保持原书获得好评的特色，以自控理论作为分析的工具， 自控系统则作为分析的对象，围绕系统性能的分析与改善途径，以方法论为主线，通过应用举例的形式，着重物理含义和物理过程的阐述，努力做到理论联系实际、分析细致、通俗易懂和切合实用。 全书每章均有小结、思考题与习题，它们多为生产实际中的问题。书中还安排了较多的阅读材料、实例分析和读图练习，以利学生的自学、分析和实践能力的提高。 为便于新版教材的使用，本书还附带一张配套的多媒体光盘。光盘内容包括[教学指导]、[参考电子教案]、 [自学辅导]、 [疑难问题解答]及[实例分析]等。该光盘对教师教学及学生学习，都将会有很大的帮助。 本书可供高职高专院校、应用型本科、职工大学的自动化类专业、电气类专业、机电一体化类专业和应用电子类专业使用，也可作自学考试教材，并可供工程技术人员参考。 本书第1版获第二届全国高校机电类优秀教材一等奖； 第2版获机械部科技进步三等奖。

图书目录

前言

第1篇 自动控制原理

第1章 自动控制系统概述

1．1 引言

1．2 开环控制和闭环控制

1．2．1开环控制系统

1．2．2 闭环控制系统

1．3 自动控制系统的组成

1．4 自动控制系统的分类

1．4．1 按输入量变化的规律分类

1．4．2 按系统传输信号对时间的关系分类

1．4．3 按系统的输出量和输入量间的关系分类

1．4．4 按系统中的参数对时间的变化情况分类

1．5 自动控制系统的性能指标

1．5．1 系统的稳定性

1．5．2 系统的稳态性能指标

1．5．3 系统的动态性能指标

1．6 研究自动控制系统的方法

小结

思考题

习题

第2章 拉普拉斯变换及其应用

2．1 拉氏变换的概念

2．2 拉氏变换的运算定理

2．3 拉氏反变换

2．4 应用拉氏变换求解微分方程

小结

习题

第3章 自动控制系统的数学模型

3．1 系统的微分方程

3．1．1 系统微分方程式的建立

3．1．2 微分方程建立举例

3．2 传递函数

3．2．1 传递函数的定义

3．2．2 传递函数的一般表达式

3．2．3 传递函数的性质

3．3 系统框图(结构图)

3．4 典型环节的传递函数和功能框

3．4．1 比例环节

3．4．2 积分环节

3．4．3 理想微分环节

3．4．4 惯性环节

3．4．5 比例微分环节

3．4，6 振荡环节

3．4．7 延迟环节

3．4．8 运算放大器

3．5 自动控制系统的框图

3．5．1 系统框图的画法

3．5．2 系统框图的物理含义

3．6 框图的变换、化简和系统闭环传递函数的求取

3．6．1 框图的等效变换规则

3．6．2 自动控制系统闭环传递函数的求取

3．6．3 交叉反馈系统框图的化简及其闭环传递函数的求取

小结

思考题

习题

第4章 分析自动控制系统性能常用的方法

4．1 时域分析法4．2 频率特性法

4．2．1 频率特性的基本概念

4．2．2 频率特性的表示方式

4．2．3 典型环节的对数频率特性

4．2．4 系统的开环对数频率特性

4．2．5 系统的闭环频率特性

4．3 MATLAB软件在系统性能分析中的应用

小结

思考题

习题

4．3．1 MATLAB的安装与启动

4．3．2 MATLAB指令窗

4．3．3 MATLAB中的数值表示、变量命名、运算符号和表达式

4．3．4 应用MATLAB进行数值运算

4．3．5 应用MATLAB绘制二维图线

4．3．6 应用MATLAB处理传递函数的变换

4．3．7 应用MATLAB求取输出量对时间的响应

4．3．8 SIMULINK仿真软件及其应用

第5章 自动控制系统的性能分析

5．1 自动控制系统的稳定性分析

5．1．1 系统稳定性概念

5．1．2 系统稳定的充要条件

5．1．3 奈氏稳定判据和对数频率判据

5．1．4 稳定裕量与系统相对稳定性

5．1．5 自动控制系统的稳定性分析举例

5．2 自动控制系统的稳态性能分析

5．2．1 系统稳态误差的概念

5．2．2 系统稳态误差与系统型别、系统开环增益间的关系

5．2．3 系统稳态误差与输入信号间的关系

5．2．4 由系统的开环对数频率特性去分析系统的稳态性能

5．2．5 自动控制系统稳态性能分析举例

5．3 自动控制系统的动态性能分析

5．3．1 系统跟随动态指标的求取及分析

5．3．2 跟随动态性能分析

5，3．3 系统动态性能与开环频率特性间的关系

5．4 系统分析举例——水位控制系统

小结

思考题

习题

第6章 自动控制系统的校正(改善系统性能的途径)

6．1 校正装置

6．1．1 无源校正装置

6．1．2 有源校正装置

6．2 串联校正

6．2．1 比例(P)校正

6．2．2 比例—微分(PD)校正(相位超前校正)

6．2．3 比例—积分(P1)校正(相位滞后校正)

6．2．4 比例—积分—微分(PID)校正(相位滞后-超前校正)

6．3 反馈校正6．4 顺馈补偿

6．4．1 扰动顺馈补偿

6．4．2 输入顺馈补偿

6．4．3 顺馈补偿应用举例

小结

思考题习题

第2篇 自动控制系统第7章 直流调速系统

7．1 转速负反馈晶闸管直流调速系统

7．1．1 系统的组成

7．1．2 系统的框图

7．1．3 系统的自动调节过程

7．1．4 系统的性能分析

7．2 小功率有静差直流调速系统实例分析(阅读材料)

7．2．1 系统结构特点和技术数据

7．2．2 定性分析

7．2．3 系统框图

7．2．4 系统的自动调节过程

7．2．5 系统性能分析

7．3 速度和电流双闭环直流调速系统

7．3．1 双闭环直流调速系统的组成

7．3．2 系统框图

7．3．3 双闭环直流调速系统的工作原理和自动调节过程

7．3．4 系统性能分析

7．3．5 双闭环直流调速系统的优点

7．3．6 给定积分器的应用

7．3．7 调节器的实用线路(阅读材料)

7．4 双极晶体管脉宽调制控制的直流调速系统

7．4．1 双极晶体管(BJT)一脉宽调制(PWM)型直流调压电路

7．4．2 由专用集成电路控制的BJT-PWM直流调速系统

7．4．3 BJT-PWM控制系统的特点

7．5 晶闸管可逆直流调速系统

7．5．1 可逆直流调速电路的几种形式

7．5．2 可逆拖动的四种工作状态

7．5．3 逻辑控制的无环流可逆直流调速系统

7．6 转速、电流双闭环数字式直流调速系统

7．6．1 数字式直流调速系统的组成

7．6．2 数字式直流调速系统的软件功能

7．6．3 数字式直流调速系统的硬性组成

7．6．4 数字式与模拟式直流调速系统的比较

小结

思考题

习题读图

练习

第8章 交流调速系统

8．1 绝缘栅双极晶体管(IGBT)——正弦脉宽调制(SPWM)型交流变频电路

8．1．1 绝缘栅双极晶体管(IGBT)及其驱动、保护电路

8．1．2 二极管整流器一IGBT逆变器构成的交一直一交变压变频电路

8．2 交流调速的基本方案与变压变频的基本控制方式

8．2．1 交流调速的基本方案

8．2．2 变压变频调速的基本控制方式

8．3 模拟式IGBT—SPWM—VVVF交流调速系统

8．4 微机控制的IGBT—SPWM—VVVF交流调速系统简介

8．5 矢量控制的交流变频调速系统简介

8．5．1 三相交流电机(绕组)和直流电机(绕组)物理模型的等效变换

8．5．2 矢量控制的基本思路

8．5．3 异步电动机矢量控制变频调速系统的框架结构

8．6 直接转矩控制交流变频调速装置实例(阅读材料)

8．7 通用变频器

8．7．1 通用变频器的功能

8．7．2 通用变频器的结构

8．7．3 通用变频器的使用

小结

思考题

习题

读图练习

第9章 位置随动系统

9．1 位置随动系统概述

9．1．1 位置随动系统的组成

9．1．2 位置随动系统的特点

9．2 位置随动系统的主要部件

9．2．1 线位移检测元件(感应同步器)

9．2．2 角位移检测元件

9．2．3 直流伺服电动机的基本结构、工作原理与工作特性

9．2．4 交流伺服电动机的基本结构、工作原理和工作特性

9．3 位置随动系统的组成和工作原理

9．3．1 系统的组成

9．3．2 系统的组成框图

9．3．3 系统的工作原理

9．3．4 系统框图

9．4 位置随动系统性能分析

9．4．1 系统稳态性能分析

9．4．2 系统稳定性分析

9．4．3 系统动态性能分析

9．5 位置随动系统实例读图分析(阅读材料)

9．5．1 系统的组成

9．5．2 专用集成控制芯片的工作原理

9．5．3 微机控制的、由L290/1/2芯片组成的直流位置随动系统的工作原理

小结

思考题

习题

读图练习

第10章 自动控制系统的分析、调试与故障的排除

10．1 自动控制系统的分析步骤

10．1．1 了解工作对象对系统的要求

10．1．2 搞清系统各单元的工作原理

10．1，3 搞清整个系统的工作原理

10．2 自动控制系统的调试方法

10．2．1 系统调试前的准备工作

10．2．2 制订调试大纲的原则

10．2．3 系统调试过程

10．2．4 由专用的(或通用的)控制器驱动的自动控制系统的调试

10．3 自动控制系统的维护、使用和故障的排除

10．3．1 系统的维护和使用

10．3．2 系统故障的检查与排除

小结

思考题

习题附录

附录A 常用文字符号

附录B 自动控制技术术语的中、英名词对照参考文献2100433B

本书是在2007年出版的普通高等教育国家精品教材、普通高等教育“十一五”规划教材《自动控制原理与系统》（第3版）的基础上进行更新和修订的。全书分为两篇，第1篇为自动控制原理，它包括系统数学模型的建立、分析系统性能的常用方法、系统性能分析和改善系统性能的途径，以及MATLAB在系统分析中的应用。第2篇为自动控制系统，它包括直流调速系统、交流调速系统、位置随动系统和MATLAB/SIMULINK系统仿真，以及实际系统的分析与调试。本书第4版修订时，保持原书获得好评的特色，以自动控制原理作为分析工具，自动控制系统作为分析对象，围绕系统性能分析和改善系统性能途径，贯穿系统结构、关键部件、系统参数确定、仿真与调试，理论联系实际。本书修订中，对直流脉宽调速系统和交流变频调速系统进行了较大幅度的更新，使其更加符合科技发展与工程实际。本书可作为普通本科、应用型本科、高职高专自动化类专业、电气类专业、机电一体化专业教材。本书可作为一门课程开设，也可分作为《自动控制原理》和《自动控制系统》两门课程开设。书中各种控制系统的实例及仿真分析可用于对学生相关实践环节的指导。本书也可供从事电气自动化的工程技术人员参考。本书先后获得第二届全国高校机电类教材一等奖、机械工业部科技进步三等奖、普通高等教育“十一五”规划教材、2007年度普通高等教育国家精品教材。

本书是在保持《电气自动控制原理与系统 第2版》特色的基础上进行更新和修订的。全书包括自动控制原理部分与自动控制系统部分。自动控制原理部分以工程预期模型和性能指标、频率分析法分析、典型系统动静态性能、工程校正方法为主线组织教材结构和内容，直接使用开环频率指标，应用预期开环频率特性校正自动控制系统。自动控制系统部分始终贯穿系统结构、关键部件、性能指标、系统参数确定与调试、实例和仿真分析主线，强化交流调速系统的应用。 本书第 一章～第五章为经典的线性自动控制原理，第六章、第七章为直流相控调速系统和直流脉宽调速系统，第八章～第十章为异步电动机交流调速系统，第十一章为位置随动控制系统。 本书充分体现“以能力培养为本，以应用为核心”的原则，做到理论联系实际，图文并茂、应用性强。 本书内容可作为一门课程开设，也可分开作为“自动控制原理”和“自动控制系统”两门课程开设，自动控制系统部分的内容相对独立，便于不同专业选用。书中各种控制系统的实例及仿真分析可用于对学生相关实践环节的指导。

本书可作为应用型本科、高职高专、自学考试和成人高等教育的自动化类专业、电气类专业、机电一体化专业教材，也可供从事电气自动化的工程技术人员参考。

前言

第1 篇　自动控制原理

第1 章　自动控制系统概述 2

1. 1　引言 2

1. 2　开环控制和闭环控制 3

1. 2. 1　开环控制系统 3

1. 2. 2　闭环控制系统 4

1. 3　自动控制系统的组成 6

1. 4　自动控制系统的分类 10

1. 4. 1　按输入量变化的规律分类 10

1. 4. 2　按系统传输信号对时间的关系

分类 10

1. 4. 3　按系统的输出量和输入量间的

关系分类 11

1. 4. 4　按系统中的参数对时间的变化

情况分类 11

1. 5　自动控制系统的性能指标 11

1. 5. 1　系统的稳定性 11

1. 5. 2　系统的稳态性能指标 12

1. 5. 3　系统的动态性能指标 12

1. 6　研究自动控制系统的方法 14

小结 14

思考题 15

习题 15

第2 章　拉普拉斯变换及其应用 18

2. 1　拉氏变换的概念 18

2. 2　拉氏变换的运算定理 21

2. 3　拉氏反变换 22

2. 4　应用拉氏变换求解微分方程 23

小结 24

习题 24

第3 章　自动控制系统的数学模型 25

第4 章　分析自动控制系统性能常用的方法 54

第5 章　自动控制系统的性能分析 89

第6 章　自动控制系统的校正(改善系统性能的途径) 126

第2 篇　自动控制系统

第7 章　直流调速系统 153

第8 章　交流调速系统197

第9 章　位置随动系统227

第10 章　自动控制系统的分析、

调试及维护维修251

附录 266

附录A　常用文字符号 266

附录B　自动控制技术术语的中、英名词

对照 269

参考文献 278 2100433B