了得網研究生_自動控制原理與應用項目化教程

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配套資源：電子課件、微課視頻
本書特色：
★ 參照國家高級技術工人和技師職業技能鋻定考核標準編寫。
★ 項目化編排，以實踐訓練為核心，整合理論知識。
★ 引入MATLAB軟件，使仿真更加形像、生動。

本書配套授課電子課件，需要的教師可登錄www.cmpedu.com免費注冊、審核通過後下載，或聯繫編輯索取（微信：15910938545，QQ：2850823888，email：2308140194@qq.com，電話：010-88379739）另外，為方便任課教師進行交流，提供高職電子信息類教師QQ交流群：216407447，歡迎加入！

內容簡介

本書在認真學習研究相關教材長處及學科新內容的基礎上，講解了自動控制原理與應用。全書以項目為載體，整合自動控制原理、自動控制繫統相關理論與實踐知識，從簡單到復雜，從單一到綜合，循序漸進，在傳授理論知識的同時，將理論與實踐進行有機結合，教、學、做一體。本書主要分為5個項目。在單個項目中，采用任務驅動形式，分別介紹了知識鏈接、技能訓練、知識拓展，在每個環節中輔以引導問題和作業，方便教師教學與學生自學，並將MATLAB軟件與項目內容進行有機融合，實測數據與仿真數據進行類比分析，提高學生感性認識，增強學習效果。在內容選取上，結合控制繫統的理論與實踐知識，開發易於操作的項目，並將自動控制原理相關知識合理分配到每個項目中，在學習必要理論知識的同時，有針對性地進行實踐。與同類教材相比，具有項目選取合理、高職高專學生針對性強、仿真使用合理有效、易於操作和實施等特點。

本書可作為高職高專機電一體化、電氣自動化、電子信息類專業的教材，也可作為電氣技術人員的參考書和培訓教材。

項目1 比例控制器設計與制作
1.1 工作任務
1.2 知識鏈接1——比例環節
1.2.1 自動控制與自動控制繫統
1.2.2 比例環節組成與工作原理
1.3 知識鏈接2——MATLAB繪制單響應曲線
1.3.1 MATLAB工作環境介紹
1.3.2 SIMULINK仿真界面
1.3.3 比例環節仿真曲線繪制
1.4 實踐操作——比例控制器的設計與制作
1.4.1 LM324芯片引腳功能
1.4.2 焊接工藝要求
1.4.3 參數設計
1.4.4 制作與調試項目1 比例控制器設計與制作

1.1 工作任務

1.2 知識鏈接1——比例環節

    1.2.1 自動控制與自動控制繫統

    1.2.2 比例環節組成與工作原理

1.3 知識鏈接2——MATLAB繪制單響應曲線

    1.3.1 MATLAB工作環境介紹

    1.3.2 SIMULINK仿真界面

    1.3.3 比例環節仿真曲線繪制

1.4 實踐操作——比例控制器的設計與制作

    1.4.1 LM324芯片引腳功能

    1.4.2 焊接工藝要求

    1.4.3 參數設計

    1.4.4 制作與調試

    1.4.5 實測參數與仿真數據比較分析

1.5 知識拓展1——微分方程與傳遞函數

    1.5.1 微分方程

    1.5.2 傳遞函數

1.6 知識拓展2——數學模型的MATLAB表示

    1.6.1 控制繫統的參數模型

    1.6.2 實例講解

1.7 習題

項目2 比例積分控制器設計與制作

2.1 工作任務

2.2 知識鏈接1——積分環節

2.3 知識鏈接2——MATLAB繪制雙響應曲線

    2.3.1 單輸出響應曲線的繪制

    2.3.2 雙輸出響應曲線的繪制

2.4 實踐操作——比例積分控制器的設計與制作

    2.4.1 參數設計

    2.4.2 制作與調試

    2.4.3 實測參數與仿真數據比較分析

2.5 知識拓展1——其他典型環節

    2.5.1 慣性環節

    2.5.2 理想微分環節

    2.5.3 比例微分環節

    2.5.4 振蕩環節

    2.5.5 延遲環節

2.6 知識拓展2——MATLAB分析繫統性能

    2.6.1 穩定性分析

    2.6.2 MATLAB分析繫統穩定性

    2.6.3 繫統動態性能指標

    2.6.4 MATLAB分析繫統動態性能

2.7 習題

項目3 給定積分控制器設計與制作

3.1 工作任務

3.2 知識鏈接1——繫統動態結構圖

    3.2.1 繫統動態結構圖

    3.2.2 等效變換及化簡

3.3 知識鏈接2——MATLAB表示結構圖

    3.3.1 MATLAB表示結構圖的組成要素

    3.3.2 子繫統創建及封裝技術

3.4 實踐操作——給定積分控制器的設計與制作

    3.4.1 相關任務背景

    3.4.2 設計思路

    3.4.3 參數設計

    3.4.4 制作與調試

    3.4.5 實測參數與仿真數據比較分析

3.5 知識拓展1——閉環繫統傳遞函數的求取

    3.5.1 輸入信號作用方式

    3.5.2 繫統閉環傳遞函數的簡便公式

3.6 知識拓展2——MATLAB求取閉環傳遞函數

3.7 習題

項目4 直流調速繫統分析與調試

4.1 工作任務

4.2 知識鏈接1——控制繫統性能分析

    4.2.1 控制繫統時域分析

    4.2.2 控制繫統頻域分析

    4.2.3 控制繫統根軌跡分析

4.3 知識鏈接2——控制繫統分析調試方法

    4.3.1 自動控制繫統的分析步驟

    4.3.2 自動控制繫統的調試方法

4.4 知識鏈接3——直流調速繫統

    4.4.1 繫統組成與工作原理

    4.4.2 直流調速繫統性能指標

4.5 知識鏈接4——MATLAB分析繫統穩定性

    4.5.1 MATLAB時域分析

    4.5.2 MATLAB頻域分析

4.6 實踐操作——直流調速繫統分析與調試

    4.6.1 結構特點和技術數據

    4.6.2 繫統調試

    4.6.3 常見故障的分析與處理

4.7 知識拓展1——控制繫統校正設計

    4.7.1 繫統校正概述

    4.7.2 繫統校正方法

    4.7.3 繫統校正舉例

4.8 知識拓展2——直流脈寬調速繫統的MATLAB仿真分析

    4.8.1 直流脈寬調速繫統結構組成

    4.8.2 直流脈寬調速繫統工作原理

    4.8.3 直流脈寬調速繫統的仿真模型搭建

    4.8.4 直流脈寬調速繫統的性能參數分析

4.9 習題

項目5 交流變頻調速繫統分析與調試

5.1 工作任務

5.2 知識鏈接1——變頻器

    5.2.1 變頻器工作原理

    5.2.2 變頻器功能介紹

    5.2.3 變頻器參數與調試

5.3 知識鏈接2——交流變頻調速繫統

    5.3.1 交流變頻調速繫統組成

    5.3.2 交流變頻調速繫統工作原理

5.4 知識鏈接3——控制繫統故障檢查與排除

    5.4.1 自動控制繫統的維護使用

    5.4.2 繫統故障的檢查與排除

5.5 知識鏈接4——MATLAB仿真交變調速繫統

    5.5.1 交變調速繫統的仿真模型搭建

    5.5.2 交變調速繫統的性能參數分析

5.6 實踐操作——交變調速繫統分析與調試

    5.6.1 交變調速繫統分析

    5.6.2 典型輸入下的輸出響應

    5.6.3 常見故障的調試步驟

5.7 知識拓展1——數字式通用變頻器及其應用

    5.7.1 數字式通用變頻器簡介

    5.7.2 數字式通用變頻器工作原理

    5.7.3 數字式通用變頻器應用

5.8 知識拓展2——矢量控制變頻調速繫統的MATLAB仿真分析

    5.8.1 矢量控制的基本原理

    5.8.2 控制繫統設計與仿真

    5.8.3 仿真結果

5.9 習題

附錄

附錄A 拉普拉斯變換

附錄B MATLAB常用數學函數

附錄C 自動控制專業英語詞彙中英文對照

參考文獻

前言

本書根據高等職業教育“理論夠用，重在實踐”的原則，參照國家高級技術工人和技師職業技能鋻定考核標準編寫，是高等職業院校電氣自動化技術專業及其他相關專業的教學用書。
“自動控制原理與應用”課程是電氣自動化技術、機電一體化技術、數控維修等專業的核心課程之一。在教材編寫過程中，力求做到深入淺出、圖文並茂，表達清晰，力求按專業實踐的規律和初學者的認識規律編寫本書，為未來的高級維修電工和技師架設一座調試和維修調速繫統的“橋梁”。本書以項目化教學遞進，激勵學生勤於思考，掌握分析問題的方法，提高分析、解決實際問題的能力。
全書共五個項目，主要包含兩個方面的內容：一方面是自動控制原理，另一方面是自動控制原理在直流調速繫統、交變調速繫統中的應用。本書內容具有以下四個特點：
1、考慮職業教育的特點和學生的基礎知識，以實踐訓練為核心，整合理論知識，確保必需、夠用。前三個基礎項目，引入工程上常用的經典控制原理，並按層次遞進。後兩個綜合項目，通過實例介紹控制繫統分析、調試方法，內容適應自動化技術的發展對生產線的技術人員提出的新要求。
2、引入仿真，增強經典控制繫統的分析能力。本書用較大的篇幅引入純英文的 MATLAB軟件，分析、調試控制繫統，形像、生動，同時也提升了學生的專業英語水平。

本書根據高等職業教育“理論夠用，重在實踐”的原則，參照國家高級技術工人和技師職業技能鋻定考核標準編寫，是高等職業院校電氣自動化技術專業及其他相關專業的教學用書。

“自動控制原理與應用”課程是電氣自動化技術、機電一體化技術、數控維修等專業的核心課程之一。在教材編寫過程中，力求做到深入淺出、圖文並茂，表達清晰，力求按專業實踐的規律和初學者的認識規律編寫本書，為未來的高級維修電工和技師架設一座調試和維修調速繫統的“橋梁”。本書以項目化教學遞進，激勵學生勤於思考，掌握分析問題的方法，提高分析、解決實際問題的能力。

全書共五個項目，主要包含兩個方面的內容：一方面是自動控制原理，另一方面是自動控制原理在直流調速繫統、交變調速繫統中的應用。本書內容具有以下四個特點：

1、考慮職業教育的特點和學生的基礎知識，以實踐訓練為核心，整合理論知識，確保必需、夠用。前三個基礎項目，引入工程上常用的經典控制原理，並按層次遞進。後兩個綜合項目，通過實例介紹控制繫統分析、調試方法，內容適應自動化技術的發展對生產線的技術人員提出的新要求。

2、引入仿真，增強經典控制繫統的分析能力。本書用較大的篇幅引入純英文的 MATLAB軟件，分析、調試控制繫統，形像、生動，同時也提升了學生的專業英語水平。

3、案例教學，結合實物制作、調速繫統實例介紹自動控制原理，注重培養讀者自動控制理論分析、調試、設計調速繫統的能力。

4、在控制繫統部分增加了繫統的維護和調試實例，豐富了學習的內容。

本書由淮安信息職業技術學院自動控制原理與應用教學團隊編寫。具體分工為：於建明、侍壽永編寫項目1、項目2，居海清、夏玉紅編寫項目3，王超編寫項目4，劉曉艷編寫項目5。全書由於建明統稿，重慶鑫大河電氣設備有限公司淮安分公司段培易工程師提供了全程技術指導。徐建俊教授擔任主審，以高度負責的態度審閱全書，並提出了許多寶貴意見，在此表示衷心感謝。

本書在編寫過程中，參考了許多同行的圖書和論文資料，在此向作者表示衷心的感謝。

限於編者水平，書中難免存在不妥和錯誤之處，懇請讀者批評指正。

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