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本書為電力行業十四五規劃教材。本書分為九章。第d一~六章內容為自動控制原理,包括自動控制系統概述、控制系統的數學模型、控制系統時域分析法、控制系統頻率分析法、控制系統的校正、線性采樣系統控制技術等,該部分內容是對系統進行分析和設計的理論基礎;第七~九章內容為自動控制系統,包括直流調速控制系統、交流調速控制
系統、位置隨動控制系統的工作原理與性能分析等。各章均配有實例、MATLAB仿真軟件應用,還介紹了五個典型實驗,供學習參考。

內容詳實,有豐富實例和MATLAB仿真,適合教學。

為貫徹落實《國務院關于加快發展現代職業教育的決定》《教j育y部關于深化職業教育教學改革全面提高人才培養質量的若干意見》《關于深化現代職業教育體系建設改革的意見》等文件精神,促進高等職業教育的內涵建設,進一步推動高等職業教育課程改革和教材建設的發展,中國電力出版社組織遴選了高等職業教育電力行業十四五規劃教材。本書是為適應高等職業教育電力、自動化及機電類各專業的教學要求進行編寫,突出了高層次技術技能人才培養特色。自動控制作為重要的技術手段,在現代科學技術的許多領域中得到廣泛的應用,不僅可以提高勞動生產力和產品質量,改善勞動條件,而且在人類征服自然、探索新能源、發展空間技術和改善人民物質生活等方面起著極為重要的作用。全書力求突出物理概念,避免繁瑣的數學推導,深入淺出,強調工程應用。書中大量實例和習題來源于工程實際,增強了本書的實用性,有利于激發讀者的學習興趣,加深讀者對控制技術在國民經濟建設中的重要地位的認識。全書精心組織了一個在控制工程中的重要應用實例磁盤驅動讀取系統,并將它貫穿于自動控制原理內容始終,各章都結合本章所介紹的原理、方法對該系統進行循序漸進的分析,有利于幫助學生建立起系統工程的觀念,提高應用控制理論分析實際控制系統的能力。本書體現了以控制理論為基礎,以計算機為核心的現代控制工程特點,有關各章都結合書本內容介紹了運用MATLAB軟件分析和設計自動控制系統的基本方法,再配合附錄二中MATLAB應用簡介,可使學生較易理解和掌握MATLAB在控制工程中的應用,有利于培養學生應用計算機輔助分析和設計控制系統的能力。本書由河北石油職業技術大學胡祝兵任主編,并編寫第四章、第七章、第九章、附錄、第二~六章中關于MATLAB的應用一節;王艷華任副主編,并編寫第一、二章;韓志凌教授編寫第三、五章;劉海波編寫第八章;齊琳編寫了第六章;承德市中瑞自動化工程有限公司高樹紅對該書提出許多寶貴修改意見,在此表示感謝。本書由甄玉杰教授擔任主審,審閱過程中提出了許多寶貴的意見和建議,在此表示衷心的感謝!限于編者水平,書中若有缺點和不當之處,懇請讀者批評、指正。編 者2023年12月

王艷華,碩士研究生,教授,承德石油高等�？茖W校電氣與電子系,從事電氣自動化技術專業教學和科研工作,主持和參與多項科研課題。副主編：胡祝兵,參編：韓志凌、劉海波,均為承德石油高等�？茖W校教師,在自動化技術領域從事教學和科研工作。

前言
第一章自動控制系統概述 1
第一節自動控制的基本概念 1
第二節自動控制系統的基本控制方式 2
第三節自動控制系統的分類 5
第四節自動控制系統的性能要求 7
第五節自動控制理論發展 8
第六節自動控制系統的建立過程 10
第七節循序漸進分析示例磁盤驅動讀取系統 12
小結 12
術語和概念 13
習題 14
第二章控制系統的數學模型 16
第一節控制系統的微分方程 16
第二節傳遞函數 23
第三節自動控制系統動態結構圖及其等效變換 35
第四節反饋控制系統的傳遞函數 45
第五節用MATLAB處理控制系統數學模型 47
第六節循序漸進分析示例磁盤驅動讀取系統 50
小結 51
術語和概念 52
習題 53
第三章控制系統時域分析法 57
第一節控制系統的動態性能指標 57
第二節一階系統的時域分析 60
第三節典型二階系統的時域分析 64
第四節高階系統的時域分析 72
第五節控制系統的穩定性分析 74
第六節控制系統穩態誤差分析 80
第七節MATLAB用于控制系統時域分析 87
第八節循序漸進分析示例磁盤驅動讀取系統 91
小結 97
術語和概念 97
習題 98
第四章控制系統頻率分析法 101
第一節頻率特性的基本概念與表示方法 101
第二節控制系統典型環節的頻率特性 105
第三節控制系統的開環頻率特性 110
第四節奈奎斯特穩定判據和控制系統的相對穩定性 117
第五節控制系統開環頻率特性與時域指標的關系 124
第六節MATLAB用于控制系統頻域分析 131
第七節循序漸進分析示例磁盤驅動讀取系統 136
小結 138
術語和概念 139
習題 139
第五章控制系統的校正 143
第一節控制系統的設計與校正 143
第二節控制系統串聯校正 144
第三節控制系統工程設計方法 155
第四節反饋校正 159
第五節復合校正 162
第六節MATLAB用于控制系統的校正 164
第七節循序漸進分析示例磁盤驅動讀取系統 170
小結 172
術語和概念 172
習題 172
第六章線性采樣系統控制技術 176
第一節采樣控制系統的基本概念 176
第二節Z變換 180
第三節采樣控制系統的數學模型 186
第四節采樣控制系統分析 192
第五節MATLAB用于采樣控制系統分析 200
第六節循序漸進分析示例磁盤驅動讀取系統 204
小結 206
術語和概念 206
習題 207
第七章直流調速控制系統 209
第一節直流調速系統基礎知識 209
第二節單閉環直流調速系統 212
第三節雙閉環直流調速系統 219
第四節MATLAB用于直流調速系統 225
小結 227
術語和概念 228
習題 228
第八章交流調速控制系統 229
第一節交流調速系統分類 229
第二節籠型異步電動機變極調速系統 230
第三節異步電動機變轉差率調速系統 231
第四節異步電動機變頻調速系統及變頻器 244
第五節MATLAB用于交流調壓調速系統 258
小結 263
術語和概念 263
習題 263
第九章位置隨動控制系統 264
第一節位置隨動控制系統概述 264
第二節位置隨動控制系統的主要部件 267
第三節位置隨動控制系統的設計 275
小結 278
術語和概念 278
習題 279
附錄 280
附錄一常用函數的拉氏變換和Z變換 280
附錄二MATLAB的應用介紹 282
附錄三控制系統典型實驗 287
實驗一 典型環節的模擬研究 287
實驗二 典型系統動態響應和穩定性 292
實驗三 控制系統的頻率特性 295
實驗四 系統校正 297
實驗五 采樣控制系統分析 300
主要參考文獻 303