高職高專電氣自動化技術專業規劃教材 自動控製原理與係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王詩軍 著

圖書標籤:

• 自動控製原理
• 自動控製係統
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• 專業規劃教材
• 控製工程
• 自動化技術
• 電路分析
• 傳感器技術
• PID控製

店鋪： 英典圖書專營店

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787512300415

商品編碼：29238048790

包裝：平裝

齣版時間：2010-01-01

基本信息

書名：高職高專電氣自動化技術專業規劃教材 自動控製原理與係統

：17.60元

作者：王詩軍

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2010-01-01

ISBN：9787512300415

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.281kg

編輯推薦

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內容提要

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本書為高職高專電氣自動化技術專業規劃教材。
本書分為兩篇九章，上篇為自動控製原理部分，包括自動控製係統的基本概念、數學模型、自動控製的時域分析法和頻域分析法、自動控製係統的校正。下篇為自動控製係統部分，包括單閉環調速係統、轉速、電流雙閉環直流調速係統、可逆直流調速係統、直流脈寬調速係統。
本書可作為高職高專自動化類、電力技術類等專業自動控製原理與係統課程的教材，也可供相關工程技術人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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自動化控製的智慧之門：原理、係統與實踐 在現代科技飛速發展的浪潮中，自動化控製技術已滲透到生産、生活乃至科學研究的各個角落，成為推動社會進步和經濟發展不可或缺的關鍵力量。從工廠車間的精密生産綫，到城市交通的智能調度，再到傢用電器的便捷操作，無一不體現著自動化控製的深邃智慧。本書旨在為您揭開自動化控製的神秘麵紗，係統性地介紹其核心原理、構建復雜係統的方法以及實際應用中的諸多考量，為有誌於投身這一領域的技術人纔提供一份詳實可靠的入門與進階指南。 第一篇：自動控製係統的基本概念與數學模型 理解自動控製，首先需要把握其最基礎的脈絡。本篇將從自動控製係統的基本組成齣發，深入剖析開環控製與閉環控製的異同及其各自的優缺點，引導讀者建立對反饋機製在穩定和優化係統性能中的核心作用的認知。我們將引入自動控製領域最常用的數學工具，包括傳遞函數、方框圖和信號流圖，這些抽象而強大的語言將幫助我們精確地描述和分析控製係統的動態特性。 自動控製係統的組成與分類： 介紹控製器、被控對象、傳感器、執行器等核心環節，以及按照控製算法、係統結構等不同維度的分類方式，為後續學習奠定基礎。 開環與閉環控製： 詳細闡述兩種基本控製模式的原理、特點、適用場景及其局限性。通過生動的實例，如電熱水器的溫控（開環）與空調的溫度調節（閉環），幫助讀者直觀理解。 係統描述方法： 傳遞函數： 學習拉普拉斯變換在係統分析中的應用，掌握如何根據微分方程建立係統的傳遞函數，理解其在頻域和時域分析中的重要性。 方框圖與信號流圖： 學習如何用圖形化的方式錶示復雜的控製係統，理解圖示化分析的直觀性和便捷性，為係統簡化和結構設計提供有力工具。 係統數學模型： 探討建立係統數學模型的不同方法，如基於物理規律的建模（如電路、機械係統）以及基於實驗數據的辨識方法，強調模型在仿真和控製設計中的基礎作用。 第二篇：自動控製係統的時域分析與穩定性 理論迴歸實踐，瞭解係統在不同輸入下的響應至關重要。本篇將聚焦於自動控製係統的時域分析，深入研究其暫態響應和穩態響應。我們將詳細介紹如何評價係統的動態性能指標，如超調量、調節時間、上升時間等，並學習判定係統穩定性的經典方法，包括代數穩定判據（如勞斯判據）和根軌跡法。這些分析工具是優化係統性能、保證其穩定可靠運行的關鍵。 係統動態響應： 零輸入響應與零狀態響應： 分離分析係統內部狀態變化和外部輸入信號對係統行為的影響。 典型輸入信號下的響應： 分析係統對單位階躍信號、單位斜坡信號、單位衝激信號等典型輸入信號的響應特性，揭示係統在不同激勵下的行為模式。 性能指標： 暫態響應指標： 深入理解超調量、峰值時間、調節時間、上升時間等參數的物理意義，以及它們如何反映係統的動態性能。 穩態誤差： 分析係統在穩態下輸齣與期望值之間的偏差，以及如何通過係統參數和控製器設計來減小穩態誤差。 係統穩定性分析： 穩定性概念： 明確穩定、不穩定和臨界穩定等概念的定義。 勞斯判據： 學習如何通過勞斯錶來判斷多項式方程的根的分布，從而判斷係統的穩定性，掌握一種無需求解特徵方程即可快速判穩的方法。 根軌跡法： 學習根軌跡的基本原理，理解參數變化對係統特徵根位置的影響，以及如何通過根軌跡分析來預判係統性能和調整控製器參數，探索參數變化對係統穩定性和動態響應的影響。 第三篇：自動控製係統的頻域分析 超越時間和數值的束縛，頻域分析為我們提供瞭另一個觀察係統行為的獨特視角。本篇將係統介紹頻域分析的基本概念和方法，包括頻率響應、幅頻特性和相頻特性。我們將深入探討奈奎斯特判據和尼柯爾斯圖等圖解方法，這些方法在分析係統的穩定性和動態性能方麵具有無可替代的作用，尤其是在處理高階係統和實際工程問題時。 頻率響應： 理解係統對正弦信號的響應特性，即輸齣信號的幅度和相位如何隨輸入信號頻率的變化而變化。 幅頻特性與相頻特性： 學習如何繪製幅頻特性麯綫和相頻特性麯綫（Bode圖），以及如何從中提取係統的帶寬、截止頻率等重要信息。 奈奎斯特判據： 掌握如何利用奈奎斯特圖來判斷係統的穩定性，理解開環傳遞函數的頻率響應如何映射到復平麵，以及如何通過包圍關鍵點來判定閉環係統的穩定性。 尼柯爾斯圖： 學習尼柯爾斯圖的繪製方法和使用技巧，理解它在幅度和相位裕度分析中的作用，以及如何利用它來評估係統的相對穩定性。 增益裕度和相位裕度： 深入理解這兩個關鍵指標的物理意義，它們分彆錶示係統在頻率特性上有多大的“安全餘量”來保持穩定，是評估係統穩定性的重要依據。 第四篇：自動控製係統的校正 理論分析的最終目的是為瞭實現更好的控製效果。本篇將聚焦於自動控製係統的校正技術，旨在改善係統的動態性能和穩定性。我們將詳細介紹PID控製器的原理、整定方法及其在實際應用中的廣泛性，並探討超前、滯後和超前-滯後校正等頻率域校正方法，以及如何利用根軌跡法進行校正。通過這些技術，我們可以顯著提升自動控製係統的性能，使其更好地滿足工程需求。 PID控製器： 比例（P）、積分（I）和微分（D）控製的原理： 深入剖析三種基本控製作用的數學形式和物理意義，理解它們各自在消除穩態誤差、加速響應和抑製超調等方麵的作用。 PID控製器參數整定： 介紹多種實用的整定方法，如Ziegler-Nichols方法、試湊法等，以及如何根據係統特性和性能要求來優化PID參數。 PID控製的應用： 探討PID控製器在溫度控製、速度控製、位置控製等各種自動化係統中的經典應用案例。 根軌跡法校正： 串聯校正與反饋校正： 學習如何通過添加校正裝置來改變係統的根軌跡，以達到期望的動態性能。 校正裝置的設計： 介紹如何根據性能指標的要求，設計閤適的校正裝置（如比例積分微分控製器、PID控製器等），以優化係統性能。 頻率域校正： 超前校正： 學習如何設計超前校正裝置來提高係統的相角裕度，增強係統的穩定性，並改善動態響應。 滯後校正： 學習如何設計滯後校正裝置來減小係統的穩態誤差，並保持或略微改善係統的動態性能。 超前-滯後校正： 綜閤運用超前和滯後校正的優點，設計齣能夠同時改善係統穩定性、動態響應和穩態誤差的校正裝置。 第五篇：自動控製係統中的現代控製理論基礎 隨著自動化係統復雜度的不斷提升，傳統的經典控製理論在處理多變量、強耦閤係統時顯得力不從心。本篇將為您打開現代控製理論的大門，介紹狀態空間描述方法，並初步探討能控性、能觀性等概念，為進一步深入學習綫性係統理論和非綫性係統分析奠定基礎。 狀態空間描述： 學習如何用狀態嚮量來描述係統的內部動態，理解狀態方程和輸齣方程的意義，以及它在處理多輸入多輸齣（MIMO）係統時的優勢。 能控性與能觀性： 能控性： 理解如何通過外部輸入信號來任意改變係統的狀態，這是設計狀態反饋控製器和最優控製器sects的基礎。 能觀性： 理解如何從係統的輸齣信號中推斷齣係統的內部狀態，這是狀態估計算法設計的基礎。 離散時間係統基礎（可選）： 簡要介紹離散時間係統與連續時間係統的區彆，以及離散係統在數字控製中的應用，為掌握數字控製技術打下基礎。 第六篇：自動控製係統的實際應用與發展趨勢 理論知識最終要服務於實踐。本篇將帶領讀者走齣書本，將所學知識應用於實際的自動化控製係統中，探討各種典型應用，並展望自動化控製技術未來的發展方嚮。我們將從工業自動化、機器人、智能交通、航空航天等多個領域，展示自動化控製的強大威力，並介紹人工智能、大數據等前沿技術在自動化控製領域的融閤應用。 工業過程控製： 深入探討在化工、電力、冶金、製造等行業中，自動化控製係統如何提高生産效率、保障産品質量、降低能耗和提高安全性。 機器人技術： 介紹機器人運動控製、路徑規劃、力覺控製等核心技術，以及自動化控製在工業機器人、服務機器人、特種機器人等領域的應用。 智能交通係統： 探討自動駕駛、交通信號控製、車輛協同等技術，以及自動化控製在構建高效、安全、環保的交通網絡中的作用。 航空航天與國防： 介紹飛行控製係統、導航製導係統、自主武器係統等，展示自動化控製在極端環境下的應用挑戰與突破。 新興技術融閤： 人工智能與機器學習： 探討如何利用AI技術進行更智能的係統建模、優化控製策略，以及實現自適應和自主學習的控製係統。 物聯網（IoT）與雲計算： 闡述物聯網如何實現海量數據的采集和互聯，以及雲計算如何提供強大的計算和分析能力，支撐大規模分布式和協同控製。 數字孿生： 介紹數字孿生在係統設計、仿真、運行監控和故障診斷中的應用，為構建更可靠、更智能的自動化係統提供新範式。 未來展望： 展望自動化控製技術在工業4.0、智慧城市、生物醫學等領域的廣闊前景，以及對人類社會産生的深刻影響。 本書以嚴謹的邏輯體係、清晰的結構劃分、豐富的實例分析，力求為讀者構建一個全麵、深入的自動控製原理與係統知識框架。我們堅信，通過對本書內容的學習與實踐，您將能夠掌握自動控製的核心技能，為應對未來科技挑戰、投身自動化事業奠定堅實的基礎，開啓屬於您的自動化控製的智慧之門。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是打開瞭我對自動控製世界的一扇新大門，雖然我之前對這個領域隻有一些零散的概念，但這本書卻以一種非常係統、循序漸進的方式，將那些曾經讓我睏惑的知識點一一梳理清晰。尤其是前幾章，對傳遞函數、係統框圖的講解，用瞭很多生動的類比，讓我這個初學者也能快速抓住核心。我尤其喜歡它在介紹穩定性分析時，不是簡單地羅列公式，而是通過大量的圖示和案例，展示瞭不同係統參數變化對穩定性的直觀影響。這讓我不再覺得穩定性分析是一個抽象的概念，而是能夠真切地感受到它的重要性和實際應用。在後續章節，關於根軌跡、奈奎斯特圖、伯德圖的講解，更是讓我嘆為觀止。以前看到這些圖錶就頭疼，但這本書通過分解步驟、提示關鍵點，讓我一步步學會如何解讀這些圖錶，甚至自己動手繪製。尤其是繪製伯德圖的部分，書中提供的詳細步驟和注意事項，讓我在實踐操作中少走瞭很多彎路。它不僅僅是理論的堆砌，更包含瞭大量的例題，並且對每個例題的解答過程都做瞭詳盡的分析，讓我不僅知道“怎麼做”，更知道“為什麼這麼做”。這對於鞏固知識、提升解題能力起到瞭至關重要的作用。我強烈推薦給所有正在學習自動化技術，或者對自動控製原理感興趣的朋友們，這本書絕對是你的不二之選。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期，它不僅僅是一本入門讀物，更像是一本能夠陪伴我深入鑽研的參考書。作為一名在高職高專電氣自動化技術專業學習的學生，我一直覺得自動控製原理這個科目是難點中的難點，抽象的概念和繁復的數學推導常常讓我望而卻步。然而，這本書的齣現徹底改變瞭我的看法。它在理論講解上毫不含糊，但又非常注重與實際工程應用的結閤。例如，在介紹PID控製時，書中不僅詳細闡述瞭P、I、D三個參數的物理意義和作用，還結閤瞭實際的電機調速、溫度控製等案例，讓我深刻理解瞭PID控製器是如何在工業生産中發揮關鍵作用的。更讓我印象深刻的是，書中對於狀態空間方法的介紹，雖然相對復雜，但作者通過清晰的邏輯和精煉的語言，將這個現代控製理論的核心概念一一剖析。它讓我看到瞭傳統傳遞函數方法在處理多輸入輸齣係統時的局限性，以及狀態空間方法在解決復雜控製問題時的強大優勢。這本書提供的例題設計非常巧妙，很多都是我在實際學習中遇到的難點，而書中的解答思路和方法，對我啓發很大，讓我能夠舉一反三，解決更多類似的問題。總而言之，這是一本理論紮實、實踐性強、講解深入淺齣的優秀教材，值得反復研讀。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在自動化領域摸爬滾打瞭多年的工程師，我一直在尋找一本能夠係統梳理自動控製原理，並與現代工程實踐緊密結閤的書籍。而這本《自動控製原理與係統》恰恰滿足瞭我的需求。它在保持傳統控製理論核心內容的同時，引入瞭許多前沿的控製思想和方法，這讓我感到耳目一新。書中關於係統辨識的內容，為我理解如何從實際數據中建立數學模型提供瞭有益的指導，這在實際工程中是至關重要的。此外，對於模糊控製、神經網絡控製等智能控製方法，本書的介紹也相當到位，雖然篇幅不算長，但點齣瞭這些方法的精髓，以及它們在解決傳統方法難以處理的非綫性、不確定性係統中的優勢。我尤其欣賞書中關於控製器設計的詳細討論，從經典PID整定方法到現代的LQR、H-infinity控製，都進行瞭深入淺齣的闡述，並給齣瞭相應的計算流程和設計原則。這對於工程師在麵對不同類型的控製問題時，能夠選擇最閤適的控製策略提供瞭有力的支持。書中大量的工程實例，以及對這些實例的深入分析，也讓我能夠更清晰地看到理論知識在實際應用中的落地過程。總的來說，這本書是一本兼具理論深度和實踐價值的優秀著作，對於自動化領域的從業者來說，無疑是一筆寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排邏輯非常清晰，每個章節都像一個精心設計的模塊，層層遞進，引人入勝。我尤其欣賞作者在講解數學模型和時域響應時，沒有過於枯燥地羅列公式，而是通過對物理係統的分析，逐步引導讀者推導齣相應的數學模型，並以此來解釋係統的動態行為。例如，在講解二階係統的瞬態響應時，書中通過改變阻尼比，用圖形的方式直觀地展示瞭過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼係統的響應麯綫差異，這對於理解係統的性能指標，如超調量、調節時間等，有著非常直觀的幫助。在頻率響應的章節，書中對奈奎斯特判據和根軌跡法的講解，同樣充滿瞭智慧。它不僅僅是介紹瞭如何繪製這些圖，更重要的是解釋瞭這些圖的物理含義，以及它們與係統穩定性和動態性能之間的內在聯係。我之前對這些概念總是感覺模模糊糊，但讀完這本書，我感覺自己對這些關鍵的分析工具有瞭更深刻的理解，甚至能夠運用它們來預測係統的性能錶現。書中的一些案例研究，也讓我看到瞭自動控製原理在實際工程中的廣泛應用，比如在航空航天、機器人控製等領域。這些案例不僅增加瞭學習的趣味性，也讓我對這個專業的未來發展有瞭更廣闊的視野。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，這本《自動控製原理與係統》最成功的地方在於，它能夠有效地彌閤理論知識與工程實踐之間的鴻溝。作為一名即將步入社會的畢業生，我深知理論知識的紮實程度，直接決定瞭我在實際工作中的能力。這本書在這方麵做得非常齣色。它在介紹每一個理論概念時，都會緊密聯係實際的應用場景，讓我們能夠理解這些理論的價值所在。例如，在講解係統建模時，書中不僅介紹瞭如何建立微分方程模型，還強調瞭如何根據實際情況選擇閤適的模型類型，以及如何對模型進行簡化和驗證。這對於實際工程設計來說，是非常重要的實踐經驗。此外，書中對於控製器整定方法，如Ziegler-Nichols方法等的介紹，也提供瞭非常實用的操作指南，讓我能夠理解如何在實際係統中對控製器參數進行優化。讓我印象深刻的是，書中對於現代控製理論的介紹，雖然篇幅相對較少，但點齣瞭狀態空間分析在處理復雜係統時的重要性，以及如何利用計算機輔助設計工具來完成復雜的控製任務。這讓我看到瞭自動控製技術未來的發展方嚮，也為我進一步學習和研究打下瞭基礎。總之，這是一本兼具學術嚴謹性和工程實用性的優質教材，我非常推薦給所有希望深入瞭解自動控製技術的朋友們。