本书在认真学习研究相关教材长处及学科新内容的基础上，讲解了自动控制原理与应用。全书以项目为载体，整合自动控制原理、自动控制系统相关理论与实践知识，从简单到复杂，从单一到综合，循序渐进，在传授理论知识的同时，将理论与实践进行有机结合，教、学、做一体。本书主要分为5个项目。在单个项目中，采用任务驱动形式，分别介绍了知识链接、技能训练、知识拓展，在每个环节中辅以引导问题和作业，方便教师教学与学生自学，并将MATLAB软件与项目内容进行有机融合，实测数据与仿真数据进行类比分析，提高学生感性认识，增强学习效果。在内容选取上，结合控制系统必备的理论与实践知识，开发易于操作的项目，并将自动控制原理相关知识合理分配到每个项目中，在学习必要理论知识的同时，有针对性地进行实践。与同类教材相比，具有项目选取合理、高职高专学生针对性强、仿真使用合理有效、易于操作和实施等特点。
本书可作为高职高专机电一体化、电气自动化、电子信息类专业的教材，也可作为电气技术人员的参考书和培训教材。
★参照国家高级技术工人和技师职业技能鉴定考核标准编写★项目化编排，以实践训练为核心，整合理论知识★引入MATLAB软件，使仿真更加形象、生动
目 录
项目1 比例控制器设计与制作
1.1 工作任务
1.2 知识链接1——比例环节
1.2.1 自动控制与自动控制系统
1.2.2 比例环节组成与工作原理
1.3 知识链接2——MATLAB绘制单响应曲线
1.3.1 MATLAB工作环境介绍
1.3.2 SIMULINK仿真界面
1.3.3 比例环节仿真曲线绘制
1.4 实践操作——比例控制器的设计与制作
1.4.1 LM324芯片引脚功能
1.4.2 焊接工艺要求
1.4.3 参数设计
1.4.4 制作与调试
1.4.5 实测参数与仿真数据比较分析
1.5 知识拓展1——微分方程与传递函数
1.5.1 微分方程
1.5.2 传递函数
1.6 知识拓展2——数学模型的MATLAB表示
1.6.1 控制系统的参数模型
1.6.2 实例讲解
1.7 习题
项目2 比例积分控制器设计与制作
2.1 工作任务
2.2 知识链接1——积分环节
2.3 知识链接2——MATLAB绘制双响应曲线
2.3.1 单输出响应曲线的绘制
2.3.2 双输出响应曲线的绘制
2.4 实践操作——比例积分控制器的设计与制作
2.4.1 参数设计
2.4.2 制作与调试
2.4.3 实测参数与仿真数据比较分析
2.5 知识拓展1——其他典型环节
2.5.1 惯性环节
2.5.2 理想微分环节
2.5.3 比例微分环节
2.5.4 振荡环节
2.5.5 延迟环节
2.6 知识拓展2——MATLAB分析系统性能
2.6.1 稳定性分析
2.6.2 MATLAB分析系统稳定性
2.6.3 系统动态性能指标
2.6.4 MATLAB分析系统动态性能
2.7 习题
项目3 给定积分控制器设计与制作
3.1 工作任务
3.2 知识链接1——系统动态结构图
3.2.1 系统动态结构图
3.2.2 等效变换及化简
3.3 知识链接2—— MATLAB表示结构图
3.3.1 MATLAB表示结构图的组成要素
3.3.2 子系统创建及封装技术
3.4 实践操作——给定积分控制器的设计与制作
3.4.1 相关任务背景
3.4.2 设计思路
3.4.3 参数设计
3.4.4 制作与调试
3.4.5 实测参数与仿真数据比较分析
3.5 知识拓展1——闭环系统传递函数的求取
3.5.1 输入信号作用方式
3.5.2 系统闭环传递函数的简便公式
3.6 知识拓展2——MATLAB求取闭环传递函数
3.7 习题
项目4 直流调速系统分析与调试
4.1 工作任务
4.2 知识链接1——控制系统性能分析
4.2.1 控制系统时域分析
4.2.2 控制系统频域分析
4.2.3 控制系统根轨迹分析
4.3知识链接2——控制系统分析调试方法
4.3.1自动控制系统的分析步骤
4.3.2 自动控制系统的调试方法
4.4知识链接3——直流调速系统
4.4.1 系统组成与工作原理
4.4.2 直流调速系统性能指标
4.5知识链接4——MATLAB分析系统稳定性
4.5.1 MATLAB时域分析
4.5.2 MATLAB频域分析
4.6 实践操作——直流调速系统分析与调试
4.6.1 结构特点和技术数据
4.6.2 系统调试
4.6.3 常见故障的分析与处理
4.7 知识拓展1——控制系统校正设计
4.7.1系统校正概述
4.7.2 系统校正方法
4.7.3 系统校正举例
4.8知识拓展2——直流脉宽调速系统的MATLAB仿真分析
4.8.1 直流脉宽调速系统结构组成
4.8.2 直流脉宽调速系统工作原理
4.8.3 直流脉宽调速系统的仿真模型搭建
4.8.4 直流脉宽调速系统的性能参数分析
4.9 习题
项目5 交流变频调速系统分析与调试
5.1 工作任务
5.2 知识链接1——变频器
5.2.1变频器工作原理
5.2.2 变频器功能介绍
5.2.3 变频器参数与调试
5.3 知识链接2——交流变频调速系统
5.3.1 交流变频调速系统组成
5.3.2 交流变频调速系统工作原理
5.4 知识链接3——控制系统故障检查与排除
5.4.1 自动控制系统的维护使用
5.4.2 系统故障的检查与排除
5.5 知识链接4——MATLAB仿真交变调速系统
5.5.1 交变调速系统的仿真模型搭建
5.5.2 交变调速系统的性能参数分析
5.6 实践操作——交变调速系统分析与调试
5.6.1 交变调速系统分析
5.6.2 典型输入下的输出响应
5.6.3 常见故障的调试步骤
5.7 知识拓展1——数字式通用变频器及其应用
5.7.1 数字式通用变频器简介
5.7.2 数字式通用变频器工作原理
5.7.3 数字式通用变频器应用
5.8 知识拓展2——矢量控制变频调速系统的MATLAB仿真分析
5.8.1 矢量控制的基本原理
5.8.2 控制系统设计与仿真
5.8.3 仿真结果
5.9 习题
附录
附录A 拉普拉斯变换
附录B MATLAB常用数学函数
附录C 自动控制专业英语词汇中英文对照
参考文献
书单推荐
