本书系统地阐述了现代测试技术领域的传感器技术、信号处理技术、测试系统的构成和设计方法，并结合工程应用实际介绍了测试技术在现代工业生产中的应用。书中内容的编写，着重拓宽基础知识面，加强工程背景知识，以培养学生创新能力和工程实践能力为原则，尽可能减少在理论和原理性内容上与先修课程的重复，通过对应用实例的分析提高学生创新实践能力。为帮助读者理解掌握各章内容，书中有针对性地设置一定量的习题。

图书信息

内容简介

图书目录(目录)

前言

1.图书信息

内容简介

图书目录

2.图书信息

内容提要

编辑推荐

目录

机械工程控制基础学习辅导

图书目录

前言

4图书信息

图书简介

前言

目录

图书信息

代 号：G0132830

作 译 者：曾孟雄

出版日期：2011-05　定　价：￥29.0元

出 版 社：电子工业出版社　I S B N：9787121132834

丛 书 名：普通高等教育机械类“十二五” 规划系列教材

责任编辑：徐磊

适用对象：

研究生本科教育>工学>机械类>机械设计制造及其自动化

内容简介

图书信息

书　名：《机械工程控制基础》作 译 者：曾孟雄 出 版 社：电子工业出版社 出版日期：2011-05 定　价：29.0元 ISBN：9787121132834

图书目录

目录

第1章 绪论

1.1 机械工程控制概述

1.1.1 控制理论与机械工程控制

1.1.2 机械工程控制论的研究对象与任务

1.2 控制系统的分类及组成

1.2.1 控制系统的几种分类

1.2.2 控制系统的基本组成

1.3 控制系统的基本要求

1.4 控制工程的发展与应用

1.4.1 自动控制的发展阶段

1.4.2 控制理论在机械制造发展中的应用

1.5 本教材的结构体系

本章小结

习题

第2章 控制系统的数学模型

2.1 系统的数学模型

2.1.1 系统的数学模型及分类

2.1.2 列写系统数学模型的一般方法

2.2 系统的微分方程

2.2.1 列写微分方程的一般步骤

2.2.2 典型系统的微分方程

2.3 系统的传递函数

2.3.1 传递函数的基本概念

2.3.2 系统的特征方程、零点和极点及复域特征

2.3.3 典型环节的传递函数

2.3.4 系统传递函数的几个问题

2.4 系统的传递函数方框图

2.4.1 控制系统数学模型图形化的优点

2.4.2 方框图的结构要素及建立

2.4.3 传递函数方框图的等效变换

2.4.4 复杂传递函数方框图化简与直接列写

2.4.5 输入和干扰同时作用下的系统传递函数

2.5 控制系统职能框图到传递函数框图的转化

本章小结

习题

第3章 控制系统的时域分析法

3.1 系统响应的构成和系统动态特性的时域特征

3.1.1 时间响应及组成

3.1.2 典型输入信号

3.2 控制系统时域动态性能分析

3.2.1 控制系统时域分析的基本方法及步骤

3.2.2 一阶系统的时间响应

3.2.3 二阶系统的时间响应

3.2.4 控制系统的时域性能指标及计算

3.2.5 高阶系统的时域分析

3.3 控制系统稳定性时域分析

3.3.1 系统稳定性的概念

3.3.2 线性系统稳定性的充分必要条件

3.3.3 劳斯（Routh）稳定性判据

3.4 控制系统误差时域分析及计算

3.4.1 系统的误差与偏差

3.4.2 系统的稳态误差与稳态偏差

3.4.3 系统的型次与偏差系数

3.4.4 扰动作用下的稳态误差

3.4.5 提高系统稳态精度的措施

本章小结

习题

第4章 控制系统的频域分析法

4.1 频域特性的基本概念

4.1.1 频率特性

4.1.2 对数频率特性

4.2 典型环节及一般系统的频率特性

4.3 频率特性的性能指标

4.4 Nyquist和Bode稳定判据

4.4.1 幅角原理

4.4.2 Nyquist稳定判据

4.4.3 原点为开环极点时的Nyquist判据

4.4.4 根据Bode图判断系统的稳定性

4.5 控制系统的相对稳定性

本章小结

习题

第5章 控制系统校正与工程设计

5.1 控制系统的设计与校正概述

5.1.1 校正的概念

5.1.2 校正的方式

5.1.3 校正装置

5.2 控制系统的设计指标要求

5.2.1 控制系统时频性能指标及误差准则

5.2.2 频域性能指标与时域性能指标的关系

5.2.3 系统设计与校正的一般原则

5.3 串联校正

5.3.1相位超前校正

5.3.2 相位滞后校正

5.3.3 相位滞后-超前校正

5.4 并联校正

5.4.1 反馈校正

5.4.2 顺馈校正

5.5 PID校正

5.5.1 PID控制规律

5.5.2 PID控制器类型

5.5.3 PID控制器设计

5.6 控制系统的工程设计实例

本章小结

习题

第6章 离散控制系统

6.1 离散控制系统概述

6.1.1 采样控制系统与数字控制系统

6.1.2 A/D转换器与D/A转换器

6.1.3 离散控制系统的特点

6.2 信号采样与采样定理

6.2.1 信号采样

6.2.2 采样定理

6.2.3 采样信号的保持

6.3 离散控制系统的数学模型-差分方程

6.3.1 线性常系数差分方程

6.3.2 差分方程的解法

6.4 离散控制系统的传递函数

6.4.1 脉冲传递函数的定义与求解

6.4.2 脉冲传递函数的建立

6.5 离散控制系统分析

6.5.1 离散控制系统稳定性分析

6.5.2 离散控制系统动态性能分析

6.5.3 离散控制系统稳态性能分析

本章小结

习题

第7章 MATLAB/Simulink在控制工程中的应用

7.1 MATLAB/Simulink软件简介

7.1.1 MATLAB工具箱及操作

7.1.2 Simulink模块库及建模

7.2 数学模型的MATLAB/Simulink实现

7.3 基于MATLAB/Simulink的时间响应分析

7.4 基于MATLAB/Simulink的频域分析

7.5 基于MATLAB/Simulink的系统校正

7.5.1 控制系统的Bode图校正

7.5.2 控制系统的PID校正

7.6 基于MATLAB/Simulink的离散系统分析与校正

7.6.1 连续系统的离散化

7.6.2 离散系统的单位阶跃响应

7.6.3 离散系统的频域响应

本章小结

习题

附录A 主要符号说明

附录B Laplace变换法

B.1 Lalpace变换的定义

B.2 典型函数的Laplace变换

B.3 Laplace变换的主要定理

B.4 Laplace逆变换

附录C Z变换与Z反变换

C.1 Z变换的定义

C.2 Z变换求法

C.3 Z变换的基本定理

C.4 Z反变换

前言

机电测试技术是机械、电子、计算机及物理等学科领域先进技术的高度综合，是信息时代科技进步的重要标志。机电测试技术担负着现代工业生产系统运行中的信息采集、处理、分析及相关仪器系统设计的任务，是设备安全、可靠运行的保证。本书是在结合多所院校机电一体化、仪器仪表等相关专业本科教学培养要求的基础上组织编写的。

本教材在编写过程中，参考了大量的相关书籍，内容安排上尽量结合专业培养目标，从创新的角度组织测试系统设计所需要的传感器技术、信号处理技术、测试系统设计技术等相关基础理论和实践环节等内容。教材编写力求具有创新性、实用性和先进性，并且通俗易懂、深入浅出，使读者通过学习具备测试领域专业技能并具有主动创新能力。

本书是理工类专业本科生的一门专业基础课，内容组织上重点围绕测试系统的设计能力培养，具体内容包括电量和非电量的检测技术、测试信号的获取与调理技术、信号处理与分析技术、计算机自动测试系统的设计与评价技术等，并进一步探讨了测试技术的发展方向。

全书共分9章。河南机电学院郑艳玲编写第1章和第4章的4.9、4.10节，付广春编写第3章和第5章，李晓敏编写第2章的2.4节和第4章的4.11节，并同聂永芳联合完成第6章，聂永芳编写第7章，宋长源编写第4章的4.1～4.5节；河南理工大学张登攀编写第2章的2.1～2.3节和第8章；河南农业大学的李建伟编写第4章的4.6～4.8节和第9章。

本书在编写过程中得到了华中科技大学何岭松教授的大力支持，同时也得到了相关参与编写本书的院校老师和领导的大力支持和关心。感谢所有给予本书以关心和帮助的朋友，以及所参阅的相关文献的作者。

尽管参与编写的全体作者尽心尽力，但疏漏和不足之处在所难免，恳请广大读者和专家、学者批评指正。

编 者(收缩)

1.图书信息

书 名: 机械工程控制基础

作　者：董明晓

出版社： 电子工业出版社

出版时间： 2010-3-1

ISBN: 9787121103919

开本： 16开

定价: 33.00元

内容简介

本书主要包括3部分9章的内容。第1部分主要介绍经典控制论的数学基础，包括拉氏变换和傅氏变换的基本概念及其性质；第2部分是经典控制论，主要包括系统的数学模型、系统时间响应与误差分析、系统的频率特性、系统的稳定性、根轨迹法、系统的性能校正，以及离散控制系统的分析和校正；第3部分主要介绍基于MATLAB软件进行控制系统的计算机仿真与辅助设计。

图书目录

第1章 绪论

第2章 机械工程控制论的数学基础

第3章 系统的数学模型

第4章 系统的时域分析

第5章 根轨迹法

第6章 系统的频率特性

第7章 系统的稳定性

第8章 系统的性能校正

第9章 离散控制系统的分析和校正

第10章 机械工程控制系统的计算机仿真与辅助设计

主要符号说明

索引

参考文献

2.图书信息

作者：韩致信主编

ISBN：10位[730112354X]13位[9787301123546]

出版社：北京大学出版社

出版日期：2008-1-1

定价：25.00元

内容提要

本书主要讨论自动控制系统的一般分析和综合方法及基本理论，主要内容包括：绪论，控制系统的数学模型。控制系统的时域分析法，控制系统的综合与校正，离散控制系统。

作为机械类专业本、专科基础教材，本书涵盖了经典控制理论的基本原理和基本知识，内容与机械类研究生课程现代控制理论相衔接。

本书可作为高等院校近机类专业本、专科学生学习控制工程基础课程的教材或参考书，也可作为从事机械工程和电气工程工作的技术人员的参考用书。

编辑推荐

丛书特点：

1.定位准确，突出实用性，在保证内容反映国内外机械学科最新发展的基础上，以满足应用型本科院校的本科专业教学要求，实现专业的业务培养目标为基本原则。

2.体系新颖，结构合理，把握机械相关学科、课程之间的关系，各课程教材既反映本学科发展水平，保证教材自身体系的完整性，又避免内容的重复，全系列丛书形成一个完整紧密的体系架构。

3.注重基本理论、基本特性和性能，又注重现行设计方法的理论依据和工程背景，面向就业，培养能力和职业素质。

4.按照科学发展观，从可持续发展的角度结合课程特点，反映了学科现代新理论、新技术、新材料、新工艺，并借鉴了国内外最新优秀教材。

目录

第1章绪论

1.1引言

1.2自动控制的基本控制方式及自动控制系统的组成

1.3自动控制系统的类型

习题一

第2章控制系统的数学模型

2.1拉普拉斯变换

2.2微分方程

2.3传递函数

2.4系统的结构图及其等效变换

习题二

第3章控制系统的时域分析法

3.1控制系统的稳定性分析

3.2控制系统的瞬态响应分析

3.3控制系统的误差分析

习题三

第4章控制系统的频域分析法

4.1频率特性定义

4.2频率特性几何表示法

4.3闭环系统的频率特性

4.4最小相位传递函数与最小相位系统

4.5控制系统稳定性的频域分析法

习题四

第5章控制系统的综合与校正

5.1系统综合与校正概述

5.2基本控制规律

5.3串联校正

5.4反馈校正

5.5顺馈校正与复合控制系统

习题五

第6章离散控制系统

6.1有关离散控制系统的基本概念

6.2信号的采样、保持及转换

6.3Z变换及其反变换

6.4离散系统的数学模型

6.5离散系统的稳定性分析

6.6离散系统的稳态误差分析

6.7离散系统的瞬态响应分析

习题六

参考文献

机械工程控制基础学习辅导

书名:机械工程控制基础学习辅导与题解(第四版)

出版社:华中科技大学出版社

定价:17.8

条形码:9787560926766

ISBN:ISBN 7-5609-2676-2

作者:熊良才等

印刷日期:2003-10-1

出版日期:2003-10-1

精装平装_开本_页数:平装16开,201页

中图法:

中图法一级分类:

中图法二级分类:

书号:

简介:　"本书为《机械工程控制基础》(第四版)的教学参考用书。本书对教材中的内容进行了简要的总结，扩充了教材中的例题，并对教材中的所有习题进行了解答。?

本书可作为《机械工程控制基础》课程教师的教学参考书，也可作为机械类专业各类学生学习该课程的参考书。"

前 言

本书是为配合杨叔子、杨克冲等编著的《机械工程控制基础》(第四版)教材而编写的一本教学参考书。《机械工程控制基础》自第一版问世以来，受到了许多院校师生的普遍赞誉，并多次获奖，发行量已近20万册。

编者在教学过程中发现，《机械工程控制基础》作为一门多学科交叉的新课程，对于机械学科的学生来说，学习起来有一定的难度。因此，根据在教学过程中积累的一些素材，并参考有关习题解答材料，编写了这本学习辅导与题解。为帮助读者正确理解和应用咳机械工程控制基础》(第四版)一书的基本理论与基本方法，在每章的前半部分对该章的主要内容进行了简要的说明，接着，提出了学习该章的基本要求、重点和难点，然后，通过若干与教材中不同类型的例题扩充了教材的内容，以尽量扩展读者的视野。在每章的最后，给出了教材中该章所有习题的解答。

需要说明的是，在编写的过程中，由于篇幅的限制，基本上只列举了教材中尚未出现的例题，而对教材中的例题，读者应该引起足够的重视。也就是说，此处的例题只是对教材内容的一个扩充，并不覆盖教材的全部。另外，本书在内容的安排、问题的描述上，尽量与教材保持一致，但并没有苛求完全相同，而对教材中的有些问题适当地予以扩充，读者在使用时，可以根据自己的实际情况进行取舍。

在本书的编写过程中，得到了华中科技大学机械科学与工程学院原信息与智能技术研究所的支持与帮助，在此表示感谢。书中参考或引用了书后所列资料的素材，特此致谢。

由于编者经验不足，水平有限，时间仓促，书中内容和选题及解答等方面存在不少错误和不妥之处，恳请广大读者批评指正，我们将不胜感激。

编 者

2002年3月于华中科技大学

目录:第一章 绪论 (1)

内容提要 (1)

1．1 机械工程控制论的研究对象与任务 (1)

1．2 系统及其模型 (2)

1．3 反馈 (2)

1．4 系统的分类及对控制系统的基本要求 (3)

基本要求、重点与难点 (5)

例题 (6)

习题与解答 (7)

第二章 系统的数学模型 (16)

内容提要 (16)

2．1 系统的微分方程 (16)

2．2 系统的传递函数 (17)

2．3 系统的传递函数方框图及其简化 (19)

2．4 反馈控制系统的传递函数 (21)

2．5 相似原理 (21)

基本要求、重点与难点 (22)

例题 (22)

习题与解答 (27)

第三章 时间响应分析 (41)

内容提要 (41)

3．1 时间响应及其组成 (41)

3．2 典型输入信号 (42)

3．3 一阶系统的时间响应 (42)

3．4 二阶系统的时间响应 (43)

3．5 高阶系统的响应分析 (47)

3，6 系统误差分析与计算 (48)

3．7 函数在时间响应中的作用 (51)

基本要求、重点与难点 (51)

例题 (52)

习题与解答 (57)

第四章 频率特性分析 (71)

内容提要 (71)

4．1 频率特性概述 (71)

4．2 频率特性的图示法 (72)

4．3 闭环频率特性 (78)

4．4 频率特性的特征量 (78)

4，5 最小相位系统和非最小相位系统 (79)

基本要求、重点与难点 (79)

例题 (80)

习题与解答 (83)

第五章 系统的稳定性 (103)

内容提要 (103)

5．1 系统稳定性的初步概念 (103)

5．2 Routh(劳斯)稳定判据 (103)

5．3 Nyquist(乃奎斯特)稳定判据 (104)

5．4 Bode(伯德)稳定判据 (106)

5．5 系统的相对稳定性 (108)

基本要求、重点与难点 (109)

例题 (109)

习题与解答 (114)

第六章 系统的性能与校正 (125)

内容提要 (125)

6．1 系统的性能指标 (125)

6．2 系统的校正 (125)

6．3 串联校正 (126)

6．4 PID校正 (131)

6．5 反馈校正 (133)

6．6 顺馈校正(或称顺馈补偿) (133)

基本要求、重点与难点(134)

例题(134)

习题与解答(138)

第七章 非线性系统初步(145)

内容提要(145)

7．1 概述(145)

7．2 描述函数法(145)

7．3 相平面分析法(147)

基本要求、重点与难点(151)

例题(152)

习题与解答(155)

第八章 线性离散系统初步(163)

内容提要(163)

8．1 概述(163)

8．2 信号的采样与采样定理(163)

8．3 Z变换与Z反变换(164)

8．4 离散系统的传递函数(166)

8．5 离散系统的稳定性分析(169)

8．6 离散系统的校正与设计(169)

基本要求、重点与难点(170)

例题(171)

习题与解答(174)

第九章 系统辨识初步(185)

内容提要(185)

9．1 系统辨识的基本概念(185)

9．2 系统辨识的频率特性法(185)

9．3 单位脉冲响应的估计(187)

9．4 系统辨识的差分方程法(188)

基本要求、重点与难点(191)

习题与解答(192)

第十章 控制系统的计算机辅助分析(200)

关于控制系统的计算机辅助分析的几点说明(200)

参考文献(202)

图书目录

第1章 绪论 （1）

1.1 机械工程控制概述 （1）

1.1.1 控制理论与机械工程控制 （1）

1.1.2 机械工程控制论的研究对象与任务 （2）

1.2 控制系统的分类及组成 （4）

1.2.1 控制系统的几种分类 （4）

1.2.2 控制系统的基本组成 （7）

1.3 控制系统的基本要求 （8）

1.4 控制工程的发展与应用 （9）

1.4.1 自动控制的发展阶段 （9）

1.4.2 控制理论在机械制造发展中的应用 （11）

1.5 本教材的结构体系 （12）

本章小结 （12）

习题 （13）

第2章 控制系统的数学模型 （16）

2.1 系统的数学模型 （16）

2.1.1 系统的数学模型及分类 （16）

2.1.2 列写系统数学模型的一般方法 （17）

2.2 系统的微分方程 （17）

2.2.1 列写微分方程的一般步骤 （17）

2.2.2 典型系统的微分方程 （18）

2.3 系统的传递函数 （21）

2.3.1 传递函数的基本概念 （22）

2.3.2 系统的特征方程、零点和极点及复域特征 （23）

2.3.3 典型环节的传递函数 （24）

2.3.4 系统传递函数的几个问题 （32）

2.4 系统的传递函数方框图 （34）

2.4.1 控制系统数学模型图形化的优点 （34）

2.4.2 方框图的结构要素及建立 （35）

2.4.3 传递函数方框图的等效变换 （39）

2.4.4 复杂传递函数方框图化简与直接列写 （41）

2.4.5 输入和干扰同时作用下的系统传递函数 （43）

2.5 控制系统职能框图到传递函数框图的转化 （45）

本章小结 （49）

习题 （49）

第3章 控制系统的时域分析法 （53）

3.1 系统响应的构成和系统动态特性的时域特征 （53）

3.1.1 时间响应及组成 （53）

3.1.2 典型输入信号 （55）

3.2 控制系统时域动态性能分析 （58）

3.2.1 控制系统时域分析的基本方法及步骤 （58）

3.2.2 一阶系统的时间响应 （58）

3.2.3 二阶系统的时间响应 （61）

3.2.4 控制系统的时域性能指标及计算 （65）

3.2.5 高阶系统的时域分析 （73）

3.3 控制系统稳定性时域分析 （76）

3.3.1 系统稳定性的概念 （76）

3.3.2 线性系统稳定性的充分必要条件 （76）

3.3.3 劳斯（Routh）稳定性判据 （78）

3.4 控制系统误差时域分析及计算 （81）

3.4.1 系统的误差与偏差 （82）

3.4.2 系统的稳态误差与稳态偏差 （82）

3.4.3 系统的型次与偏差系数 （83）

3.4.4 扰动作用下的稳态误差 （87）

3.4.5 提高系统稳态精度的措施 （88）

本章小结 （90）

习题 （90）

第4章 控制系统的频域分析法 （95）

4.1 频域特性的基本概念 （95）

4.1.1 频率特性 （95）

4.1.2 对数频率特性 （98）

4.2 典型环节及一般系统的频率特性 （100）

4.3 频率特性的性能指标 （110）

4.4 Nyquist和Bode稳定判据 （112）

4.4.1 幅角原理 （112）

4.4.2 Nyquist稳定判据 （113）

4.4.3 原点为开环极点时的Nyquist判据 （114）

4.4.4 根据Bode图判断系统的稳定性 （116）

4.5 控制系统的相对稳定性 （117）

本章小结 （120）

习题 （120）

第5章 控制系统校正与工程设计 （123）

5.1 控制系统的设计与校正概述 （123）

5.1.1 校正的概念 （123）

5.1.2 校正的方式 （124）

5.1.3 校正装置 （124）

5.2 控制系统的设计指标要求 （125）

5.2.1 控制系统时频性能指标及误差准则 （125）

5.2.2 频域性能指标与时域性能指标的关系 （128）

5.2.3 系统设计与校正的一般原则 （132）

5.3 串联校正 （133）

5.3.1相位超前校正 （133）

5.3.2 相位滞后校正 （137）

5.3.3 相位滞后-超前校正 （140）

5.4 并联校正 （143）

5.4.1 反馈校正 （143）

5.4.2 顺馈校正 （145）

5.5 PID校正 （145）

5.5.1 PID控制规律 （146）

5.5.2 PID控制器类型 （146）

5.5.3 PID控制器设计 （149）

5.6 控制系统的工程设计实例 （153）

本章小结 （158）

习题 （159）

第6章 离散控制系统 （162）

6.1 离散控制系统概述 （162）

6.1.1 采样控制系统与数字控制系统 （162）

6.1.2 A/D转换器与D/A转换器 （163）

6.1.3 离散控制系统的特点 （164）

6.2 信号采样与采样定理 （165）

6.2.1 信号采样 （165）

6.2.2 采样定理 （166）

6.2.3 采样信号的保持 （167）

6.3 离散控制系统的数学模型-差分方程 （169）

6.3.1 线性常系数差分方程 （169）

6.3.2 差分方程的解法 （170）

6.4 离散控制系统的传递函数 （171）

6.4.1 脉冲传递函数的定义与求解 （171）

6.4.2 脉冲传递函数的建立 （172）

6.5 离散控制系统分析 （174）

6.5.1 离散控制系统稳定性分析 （174）

6.5.2 离散控制系统动态性能分析 （178）

6.5.3 离散控制系统稳态性能分析 （180）

本章小结 （182）

习题 （183）

第7章 MATLAB/Simulink在控制工程中的应用 （185）

7.1 MATLAB/Simulink软件简介 （185）

7.1.1 MATLAB工具箱及操作 （185）

7.1.2 Simulink模块库及建模 （186）

7.2 数学模型的MATLAB/Simulink实现 （187）

7.3 基于MATLAB/Simulink的时间响应分析 （189）

7.4 基于MATLAB/Simulink的频域分析 （192）

7.5 基于MATLAB/Simulink的系统校正 （194）

7.5.1 控制系统的Bode图校正 （195）

7.5.2 控制系统的PID校正 （197）

7.6 基于MATLAB/Simulink的离散系统分析与校正 （203）

7.6.1 连续系统的离散化 （203）

7.6.2 离散系统的单位阶跃响应 （204）

7.6.3 离散系统的频域响应 （205）

本章小结 （206）

习题 （206）

附录A 主要符号说明 （208）

附录B Laplace变换法 （209）

B.1 Lalpace变换的定义 （209）

B.2 典型函数的Laplace变换 （209）

B.3 Laplace变换的主要定理 （212）

B.4 Laplace逆变换 （214）

附录C Z变换与Z反变换 （218）

C.1 Z变换的定义 （218）

C.2 Z变换求法 （219）

C.3 Z变换的基本定理 （220）

C.4 Z反变换 （221）

前言

随着现代科学和计算机技术的迅猛发展，控制理论应用于机械工程的重要性日益明显，并取得了很大发展。工程控制论所提供的理论和方法，愈来愈多地成为科技工作者分析和解决问题的有效手段，也成为机械工程类专业的重要基础理论之一。本书可作为普通高等学校机械工程类专业，特别是机械设计制造及其自动化专业的本科、专科教材，也可供相关教师与工程技术人员参考。

本书力求内容翔实，体系新颖，突出基础性、实用性、综合性和先进性。在编写过程中力求体现如下思路和特点：按认知规律编排教材内容和重难点布局，注重课程内容衔接与交叉引用，注重概念及工程性；全书围绕工程设计的基本要求“快速性、稳定性、准确性”开展系统分析与校正；坚持“系统”和“动态”两个观点，将分析研究的对象抽象为系统，运用控制理论的方法，解决机械工程中的稳态和动态实际问题；贯彻“时域”和“频域”两条分析主线，分别从时频两方面对系统性能进行分析和校正；注重控制工程仿真分析，强调MATLAB/Simulink建模仿真分析及优化。本书在文字叙述上力求深入浅出、循序渐进；在内容安排上既注意基础理论的系统阐述，同时也考虑到工程技术人员的实际需要，在介绍各种控制原理和方法时尽可能具体和实用。

本书介绍了机械工程控制的基本理论和基本方法。全书共7章，第1章绪论介绍机械工程控制的基本概念和本书结构体系与学习方法，第2章介绍控制系统的数学模型，第3章介绍控制系统的时域分析法，第4章介绍控制系统的频域分析法，第5章介绍控制系统的校正与工程设计，第6章介绍离散控制系统，第7章介绍MATLAB/Simulink在控制工程中的应用。全书在各章都备有学习要点、本章小结及习题，供读者参考练习。本书附录提供了全书主要符号说明和Laplace变换法与Z变换法，供读者参考。

本书由三峡大学曾孟雄、张屹、赵千惠和常州工学院刘春节共同编写。本书第1～3章和第5章的第6节由曾孟雄编写；第4章由张屹编写；第5、6章由刘春节和编写；第7章由赵千惠编写。本书由三峡大学教材建设基金资助，全书由曾孟雄整理定稿，三峡大学方子帆、张发军审阅了全书书稿。

由于编者水平有限，书中难免存在错误和疏漏之处，恳请广大读者批评指正。

编 者

4图书信息

书名：机械工程控制基础

书号：9787302178330

作者：祝守新

定价：27元

出版日期：2008-8-1

出版社：清华大学出版社

图书简介

本书介绍工程上广为应用的经典控制论中信息处理和系统分析与综合的基本方法。全书共分9章，分别为：绪论、系统的数学模型、时间特性分析法、频率特性分析法、根轨迹法、控制系统的稳定性分析、控制系统的误差分析与计算、系统的设计与校正、计算机采样控制系统。

本书的特点是在论述上注意深入浅出，精讲多练，简洁实用，每章都采用MATLAB软件对系统进行分析和计算。

本书适用于高等学校机械工程及自动化以及机械设计制造及其自动化等专业大学本科生教材，也可供有关专业工程技术人员参考。

前言

本书是在编者二十几年教学和科研工作的基础上，总结同类教材的经验并吸收国内有关本课程领域内最新的教学和科研成果，精心组织编写而成。

本书作为一门技术基础课教材，力求在阐述控制工程论的基本概念、基本知识和基本方法的基础上，密切结合工程实际，突出重点，使读者对经典控制论有较全面的了解。在论述上力求做到概念准确，层次清晰，深入浅出，易教易学。全书取材新颖，舍弃陈旧的内容。每章都尽量采用MATLAB等分析和计算软件，给出分析和计算的程序和实例，使读者通过这些实例，加深对经典控制理论的理解。

全书共分9章，包括绪论、系统的数学模型、时间特性分析法、频率特性分析法、根轨迹法、控制系统的稳定性分析、控制系统的误差分析与计算、系统的设计与校正、计算机采样控制系统等。

本书适用于普通工科院校机械类各专业，也适用于其他各类成人高校、职业技术学院、电大、自学考试有关专业，并可供从事自动控制和控制工程的科技工作者参考。

全书由大连工业大学祝守新、大连理工大学邢英杰、长春工业大学韩连英担任主编。参加本书编写的有： 祝守新（第1、2、3章及全书各章习题和参考答案）、韩连英（第4章）、大连理工大学唐树森（第5章）、长春工业大学盖克荣(第6章）、大连理工大学邢英杰、孙晶（第7、8章）及徐中、孙伟（第9章）。全书由浙江大学陈鹰教授主审。在本书的编写过程中引用了书后有关文献中的材料和思想，谨向这些文献的作者表示谢意。

由于编者的水平，书中的缺点和错误在所难免，恳切希望读者和专家批评指正。

编者

2008年8月

目录

前言Ⅰ

第1章绪论

1.1机械工程控制理论研究的对象与任务

1.2系统的基本概念

1.2.1自动控制系统工作原理

1.2.2系统的分类

1.2.3反馈控制系统的基本组成

1.2.4名词术语

1.3对控制系统的基本要求

1.4本课程的特点及学习方法

习题

第2章系统的数学模型

2.1引言

2.1.1系统的数学模型

2.1.2线性系统

2.1.3非线性系统

2.2线性微分方程式的建立

2.2.1建立线性微分方程式的步骤

2.2.2举例

2.3非线性系统的线性化

2.4拉普拉斯变换

2.4.1拉普拉斯变换的定义

2.4.2拉氏变换的主要定理

2.4.3拉普拉斯反变换

2.4.4用拉氏变换解常系数线性微分方程

2.5传递函数

2.5.1传递函数的概念

2.5.2典型环节的传递函数

2.6方块图及其应用

2.6.1方块图单元、相加点和分支点

2.6.2方块图基本连接方式

2.6.3绘制系统方块图的方法

2.6.4方块图的变换法则

2.6.5系统传递函数的求法

2.7信号流程图及梅逊公式

2.7.1信号流程图

2.7.2定义

2.7.3系统信号流程图的画法

2.7.4梅逊公式

2.8利用MATLAB语言进行部分分式展开

习题

第3章时间特性分析法

3.1时间响应与典型输入信号

3.1.1时间响应的概念

3.1.2典型输入信号

3.1.3瞬态响应的性能指标

3.2一阶系统的瞬态响应

3.2.1一阶系统的数学模型

3.2.2一阶系统的单位阶跃响应

3.2.3一阶系统的单位斜坡响应

3.2.4一阶系统的单位脉冲响应

3.3二阶系统的瞬态响应

3.3.1二阶系统的数学模型

3.3.2二阶系统的阶跃响应

3.3.3二阶系统的单位斜坡响应

3.3.4二阶系统的单位脉冲响应

3.3.5二阶系统阶跃响应与极点的关系

3.3.6二阶系统瞬态响应的性能指标计算

3.4高阶系统的瞬态响应

3.5时间特性的计算机求解

习题

第4章频率特性分析法

4.1频率特性的基本概念

4.1.1频率特性及其物理意义

4.1.2频率特性的求法

4.2频率特性表示法

4.2.1极坐标图（奈奎斯特图）

4.2.2伯德图（Bode图）

4.2.3增益相位图（尼科尔斯图）

4.3典型环节的频率特性

4.3.1比例环节的频率特性

4.3.2积分环节的频率特性

4.3.3理想微分环节的频率特性

4.3.4惯性环节的频率特性

4.3.5一阶微分环节的频率特性

4.3.6二阶振荡环节的频率特性

4.3.7二阶微分环节的频率特性

4.4控制系统开环伯德图和最小相位系统

4.4.1控制系统开环伯德图

4.4.2最小相位系统

4.5闭环频率特性

4.5.1由开环频率特性估计闭环频率特性

4.5.2闭环系统频率特性的性能指标

4.6由实测频率特性曲线确定系统传递函数

4.6.1频率特性实验分析的步骤

4.6.2由伯德图确定系统的传递函数

4.7用MATLAB语言计算频率特性

4.7.1极坐标图（奈奎斯特图）

4.7.2数频率特性图（伯德图）

4.7.3对数幅相频率特性图（尼科尔斯图）

习题

第5章根轨迹法

5.1绘制根轨迹的基本条件

5.1.1基本分析

5.1.2绘制根轨迹的基本条件

5.2以K1为参数变量的根轨迹的绘制

5.2.1根轨迹的起点

5.2.2根轨迹的终点

5.2.3根轨迹的对称性

5.2.4根轨迹的渐近线

5.2.5实轴上的根轨迹

5.2.6根轨迹的出射角和入射角

5.2.7根轨迹的分离点与会合点

5.2.8根轨迹与虚轴的交点（此节可在学完第6章之后学习）

5.3增加开环零极点对根轨迹的影响

5.3.1增加零点的影响

5.3.2增加极点的影响

5.4利用MATLAB语言绘制系统的根轨迹

习题

第6章控制系统的稳定性分析

6.1控制系统稳定性的基本概念

6.1.1稳定性概念

6.1.2系统稳定的条件

6.2劳斯稳定判据

6.2.1劳斯稳定判据的必要条件

6.2.2劳斯稳定判据的充要条件

6.2.3劳斯判据的特殊情况

6.3奈奎斯特稳定判据

6.3.1奈奎斯特稳定判据简介

6.3.2稳定裕度

6.3.3伯德图判据

6.4用MATLAB语言分析稳定性

6.4.1代数稳定判断

6.4.2用伯德图法判断系统稳定性

习题

第7章控制系统的误差分析与计算

7.1控制系统的稳态误差概念

7.2输入引起的稳态误差

7.2.1误差传递函数与稳态误差

7.2.2静态误差系数

7.2.3其他输入信号时的误差

7.3存在扰动时的稳态误差

7.4减小稳态误差的方法

7.5利用MATLAB语言计算系统的稳态误差

习题

第8章系统的设计与校正

8.1系统的性能指标及校正方式

8.1.1控制系统的性能指标分类

8.1.2时域指标和频域指标的对应关系

8.1.3系统设计的一般原则

8.1.4设计方法

8.2调整增益的校正

8.3串联超前校正

8.3.1串联超前校正的应用场合与校正效果

8.3.2串联超前校正装置

8.3.3利用伯德图进行串联超前校正

8.4串联滞后校正

8.4.1串联滞后校正应用场合与校正结果

8.4.2串联滞后校正装置

8.4.3应用举例

8.5滞后-超前校正

8.5.1串联滞后?超前校正应用场合与校正结果

8.5.2串联滞后?超前校正装置

8.5.3利用伯德图进行串联滞后?超前校正

8.5.4应用举例

8.6反馈校正

8.6.1反馈的作用

8.6.2串联校正与反馈校正的比较

习题

第9章计算机采样控制系统

9.1引言

9.2信号的采样与保持

9.2.1采样过程

9.2.2采样定理

9.2.3采样信号的保持

9.3z变换和z反变换

9.3.1z变换的定义

9.3.2z变换方法

9.3.3z变换的基本定理

9.3.4z反变换

9.4采样控制系统的数学模型

9.4.1脉冲传递函数的定义与求解

9.4.2开环采样系统的脉冲传递函数

9.5采样控制系统的性能分析

9.5.1采样控制系统的稳定性分析

9.5.2采样系统极点分布与瞬态响应的关系

9.5.3采样系统的稳态误差

9.6用MATLAB语言设计数字控制系统

习题

部分习题参考答案

参考文献