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(rèn)識1
任務(wù)1.1液位控制系統(tǒng)2
1.1.1自動控制技術(shù)的發(fā)展史2
1.1.2人工控制與自動控制的概念3
任務(wù)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(wù)1.3自動孵化控制系統(tǒng)9
1.3.1正反饋與負(fù)反饋10
1.3.2自動控制系統(tǒng)的性能要求11
小結(jié)14
本章習(xí)題14
項目2直流調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立16
任務(wù)2.1串聯(lián)諧振電路數(shù)學(xué)模型的建立17
2.1.1拉普拉斯變換18
2.1.2數(shù)學(xué)模型與傳遞函數(shù)20
任務(wù)2.2運(yùn)算放大器和常用調(diào)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(wù)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(wù)2.4振蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)38
2.4.1直流電動機(jī)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(xué)表達(dá)式和傳遞函數(shù)40
任務(wù)2.5直流調(diào)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(wù)2.6單閉環(huán)直流調(diào)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(jié)51
本章習(xí)題51
項目3單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的時域性能分析55
任務(wù)3.1單閉環(huán)直流調(diào)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(wù)3.2單閉環(huán)直流調(diào)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(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差性能分析68
任務(wù)3.3單閉環(huán)直流調(diào)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(yīng)74
小結(jié)79
本章習(xí)題80
項目4直流調(diào)速系統(tǒng)的校正82
任務(wù)4.1直流調(diào)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(wù)4.2換熱器的順饋補(bǔ)償91
4.2.1擾動順饋補(bǔ)償92
4.2.2輸入順饋補(bǔ)償93
4.2.3反饋校正對典型環(huán)節(jié)的影響94
小結(jié)95
本章習(xí)題97
項目5不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)98
任務(wù)5.1直流調(diào)速系統(tǒng)的基本概念98
5.1.1調(diào)速的幾種方法99
5.1.2調(diào)速系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速的控制要求與系統(tǒng)性能指標(biāo)之間的關(guān)系100
任務(wù)5.2轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)101
5.2.1轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的組成、框圖和自動調(diào)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(wù)5.3電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)108
5.3.1電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的實現(xiàn)108
5.3.2自動調(diào)節(jié)過程及對系統(tǒng)靜特性的影響109
任務(wù)5.4具有電壓負(fù)反饋和電流正反饋的直流調(diào)速系統(tǒng) 111
5.4.1具有電壓負(fù)反饋直流調(diào)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(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)113
任務(wù)5.5帶PI調(diào)節(jié)器的無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)114
5.5.1PI調(diào)節(jié)器的作用115
5.5.2具有PI調(diào)節(jié)器的無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)116
5.5.3電流檢測電路116
任務(wù)5.6轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)116
5.6.1雙閉環(huán)直流調(diào)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(diào)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(diào)速系統(tǒng)的啟動特性120
5.6.5雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點122
小結(jié)122
本章習(xí)題123
項目6晶閘管可逆直流調(diào)速系統(tǒng)127
任務(wù)6.1可逆直流調(diào)速電路的幾種形式127
6.1.1實現(xiàn)可逆運(yùn)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(wù)6.2可逆系統(tǒng)中的環(huán)流130
任務(wù)6.3可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理134
6.3.1可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的基本組成135
6.3.2可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理135
任務(wù)6.4邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)136
小結(jié)141
本章習(xí)題141
項目7直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)142
任務(wù)7.1脈寬調(diào)制型直流調(diào)壓電路142
7.1.1脈寬調(diào)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(diào)速系統(tǒng)147
7.1.4PWM控制系統(tǒng)的特點148
小結(jié)149
本章習(xí)題149
項目8位置隨動系統(tǒng)150
任務(wù)8.1位置隨動系統(tǒng)概述150
8.1.1位置隨動系統(tǒng)的應(yīng)用151
8.1.2位置隨動系統(tǒng)的性能指標(biāo)及其主要組成151
任務(wù)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(wù)8.3數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)159
8.3.1數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的原理160
8.3.2數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的性能分析161
小結(jié)161
本章習(xí)題162
項目9直流調(diào)速系統(tǒng)MATLAB仿真163
任務(wù)9.1單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的MATLAB仿真164
9.1.1開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真164
9.1.2單閉環(huán)有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真172
9.1.3無靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真174
9.1.4電流截止負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真175
9.1.5電壓反饋調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真177
任務(wù)9.2雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的MATLAB仿真179
小結(jié)181
附錄AMATLAB在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用182
附錄BSimulink/Simpower System工具箱資源及MATLAB仿真基礎(chǔ)196
參考文獻(xiàn)213