《控制技术基础及现场应用》以现场应用为主线,通过大量工业现场和实际生活中的自动控制实例,**介绍自动控制原理的经典控制理论及其现场应用。
主要内容包括:反馈控制实例、自动控制的基本概念、自动控制系统的数学模型、自动控制系统的时域分析法、控制系统的频域分析法、控制系统的稳定性、控制系统的设计、前馈控制等。
《控制技术基础及现场应用》在编写思路上坚持教学内容“来自现场、服务现场”和理论“够用为度”的原则,对传统的学科式教育教学内容进行了较大的精练和压缩,力求做到深入浅出、循序渐进、通俗易懂,在注重物理概念叙述的同时大量引入工业现场实例,突出理论联系实际。《控制技术基础及现场应用》注重培养学生学习的逻辑思维能力、综合运用能力和解决问题能力。教材中设置有“习题”,便于学生巩固所学知识及自学。在分析手段上引入了目前自动控制领域中广泛使用的MATLAB软件,强化了经典控制理论中的计算机辅助分析和设计的应用。

第1章 绪论
1.1 反馈控制引例
1.2 控制工程中的常用术语
1.3 反馈控制的必要性
1.4 反馈控制与前馈控制的关系

第2章 反馈控制实例
2.1 温度控制
2.2 激光头的位置控制
2.3 磁力轴承的控制
2.4 开关电源的控制及其参数的辨识
2.5 大型超重结构体(半导体光刻装置)的辨识与控制
2.6 电动机的控制
2.6.1 电磁型电动机的控制
2.6.2 压电陶瓷马达的控制
2.6.3 超声波马达的控制

第3章 控制系统的方框图表示
3.1 方框图的优点
3.2 基于微分方程的控制系统建模
3.3 微分方程的解法及拉普拉斯变换
3.4 拉普拉斯变换基础
3.4.1 拉普拉斯变换表
3.4.2 拉普拉斯变换的基本性质
3.4.3 拉普拉斯反变换
3.4.4 初值和终值
3.5 基于传递函数的建模
3.5.1 传递函数的推导及方框图
3.5.2 典型环节的传递函数
3.6 动态方框图
习题

第4章 时域响应
4.1 时域响应相关术语
4.2 时域响应的计算
4.2.1 一阶惯性环节的脉冲响应
4.2.2 一阶惯性环节的阶跃响应
4.2.3 二次振荡环节的阶跃响应
4.2.4 极点配置与响应波形
4.2.5 零点配置与响应波形
4.3 稳态误差
4.3.1 稳态位置误差
4.3.2 稳态速度误差
4.3.3 稳态加速度误差
4.3.4 干扰引起的稳态误差
习题

第5章 频率响应
5.1 时间与频率的关系
5.2 频率响应及其分类
5.3 频率响应的读取
5.3.1 频率响应和时域响应的对应关系
5.3.2 频率响应的实测
5.4 波特图的绘制及矢量轨迹
习题

第6章 控制系统的稳定性
6.1 控制系统的稳定和不稳定
6.2 稳定性和内部稳定性
6.3 基于频率特性的稳定判据
6.3.1 增益裕量和相位裕量
6.3.2 基于波特图的稳定判据
6.3.3 基于奈奎斯特图的稳定判据
6.4 基于传递函数的稳定判据
6.4.1 劳斯稳定判据
6.4.2 赫尔维兹稳定判据
6.5 其他稳定性评价方法
6.5.1 根轨迹
6.5.2 实际系统的不稳定原因
习题

第7章 控制系统的设计
7.1 控制系统的分析与设计
7.2 基于频率响应与时域响应的评价
7.2.1 基于闭环频率响应的评价
7.2.2 基于开环频率响应的评价
7.2.3 基于时域响应的评价
7.3 基于PID补偿的控制系统设计与调整
7.3.1 PI补偿器的设计
7.3.2 PD补偿器的设计
7.3.3 PID补偿器的设计
7.3.4 PID补偿的整定方法
7.3.5 实用型PID补偿器的安装
7.4 应用相位超前-相位滞后补偿器的控制系统设计
7.4.1 相位超前补偿器的设计
7.4.2 相位滞后补偿器的设计
7.4.3 相位超前-滞后补偿器的设计
7.5 频率校正基础
7.5.1 高频段的特性
7.5.2 低频段的特性
7.6 干扰观测器
7.6.1 **干扰特性
7.6.2 标称特性
7.7 内部模型控制方法
7.7.1 被控对象不具有积分特性时的内部模型控制方法
7.7.2 被控对象具有积分特性时的内部模型控制方法
7.8 延迟时间补偿方法
7.9 基于陷波滤波器的振荡特性改善
7.10 控制器的离散化实现方法
7.10.1 基于后向差分法的离散化实现方法
7.10.2 基于双线性变换法的离散化实现方法
7.11 解耦补偿
7.12 性能改善方法
习题

第8章 前馈的导入
8.1 二自由度控制系统
8.2 反馈型二自由度控制系统
8.3 连续轨迹跟踪控制系统
8.4 抗饱和补偿
习题
习题解答
附录
参考文献