前言
機械控制工程是利用控制論的理論與方法解決機械工程實際問題的一門技術學科。《機械工程控制基礎》作為機械類專業的一門專業理論基礎課，主要涉及機械控制工程的基本理論與方法。為滿足工程型人才培養的需要，結合卓越工程師培養的理念，本書除了介紹機械控制工程的基礎理論外，還將重點介紹這些理論方法在工程實際中的套用方法。本書將通過大量的工程實例，說明機械控制理論在工程實際中的套用情況，例如校正控制在電機控制性能改善方面的套用等，所有實例都來源於工程實例。另外，為了使學生掌握控制理論的套用技能，教材還將補充有關控制對象建模方法以及控制對象性能測試方法的內容。通過這些內容介紹，讓學生系統地了解機械控制理論的套用方法。
本書在編寫中力求保持內容的完整性和系統性。第1章緒論，主要概要介紹機械工程控制論； 第2章系統的數學模型及傳遞函式，主要介紹適用於單輸入單輸出線性定常系統動態特性描述的傳遞函式的概念以及數學模型的建立方法； 第3章控制系統的時域分析，主要介紹如何利用所描述系統的微分方程式或傳遞函式，分析系統的輸出量隨時間的變化規律，並由此來確定系統的性能； 第4章控制系統的頻率特性分析，主要介紹頻率特性的概念，重點講述典型環節的頻率特性及系統頻率特性的極坐標圖和對數坐標圖的繪製，以及如何利用頻率特性分析閉環系統性能； 第5章系統的穩定性，主要介紹判定系統是否穩定的方法以及評價系統穩定程度的指標； 第6章控制系統的綜合與校正，主要介紹系統的綜合與校正所要解決的問題對象，以及在預先規定了系統的各項性能指標情況下，如何選擇適當的環節和參數使系統滿足這些性能指標要求。本書適於機械工程類專業的本科生使用。
本書由上海理工大學李郝林主編並統稿。其中第1章、第2章以及第3章由李郝林編寫； 第4章由姜晨編寫； 第5章由陳光勝編寫； 第6章由林獻坤編寫。
由於編者水平所限，書中可能存在誤漏欠妥之處，竭誠歡迎讀者批評指正。
編者
2014年4月於上海
目錄
第1章緒論
1.1機械控制工程的研究對象與任務
1.2控制的方法
1.3自動控制系統的幾種分類
1.4對控制系統性能的基本要求
1.5機械工程系統中典型的幾個控制問題
1.6本課程學習內容及其知識所能夠解決的問題
第2章系統的數學模型及傳遞函式
2.1微分方程
2.2傳遞函式
2.3傳遞函式的典型環節
2.4控制系統的方塊圖及其變換
2.5傳遞函式的實驗建模方法
習題
第3章控制系統的時域分析
3.1時間回響的概念
3.2典型輸入信號
3.3時間回響
3.4穩態誤差分析與計算
3.5傳遞函式辨識的時域法
3.6工程案例分析
習題
第4章控制系統的頻率特性分析
4.1頻率特性的基本概念
4.2典型環節的頻率特性
4.3系統的對數頻率特性
4.4頻域性能指標及其與時域性能指標間的關係
4.5頻率實驗法估計系統的數學模型
4.6工程案例分析
習題
第5章系統的穩定性
5.1系統穩定的條件
5.2勞斯胡爾維茨穩定性判據
5.3奈奎斯特穩定判據
5.4穩定性裕量
5.5根軌跡簡介
5.6工程案例分析
習題
第6章控制系統的綜合與校正
6.1概述
6.2系統的串聯校正
6.3系統的反饋校正
6.4系統的PID校正
6.5工程案例分析
習題
參考文獻
