《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材：機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》主要討論控制系統(tǒng)的一般分析、綜合方法以及基本理論，主要內(nèi)容包括：緒論，控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、時(shí)域分析、頻率特性、穩(wěn)定性、根軌跡、誤差分析、綜合與校正，并結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)際介紹了經(jīng)典控制理論在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。內(nèi)容的編寫上，著重拓寬基礎(chǔ)知識面，加強(qiáng)工程背景知識，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力為原則，通過對應(yīng)用實(shí)例的分析提高學(xué)生解決問題的能力。為幫助讀者理解掌握各章內(nèi)容，書中有針對性地設(shè)置了一定量的習(xí)題。
《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材：機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》的特點(diǎn)是論述深入淺出，精講多練，簡潔實(shí)用，適用于應(yīng)用型本科院校機(jī)械類專業(yè)，也可作為相關(guān)專業(yè)的教學(xué)參考書，同時(shí)還可供有關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考。
第1章 緒論
1.1 控制系統(tǒng)舉例
1.2 自動控制系統(tǒng)的基本概念
1.2.1 自動控制系統(tǒng)的工作原理
1.2.2 對控制系統(tǒng)的基本要求
1.2.3 控制系統(tǒng)的基本控制方式
1.2.4 自動控制系統(tǒng)的基本組成
1.2.5 自動控制系統(tǒng)的名詞術(shù)語
1.3 自動控制系統(tǒng)的分類
1.3.1 按輸入量的變化規(guī)律進(jìn)行分類
1.3.2 按系統(tǒng)中傳遞信號的性質(zhì)分類
1.4 控制理論發(fā)展簡史
1.5 本課程的教學(xué)方法
習(xí)題
前言
第1章 緒論
1.1 控制系統(tǒng)舉例
1.2 自動控制系統(tǒng)的基本概念
1.2.1 自動控制系統(tǒng)的工作原理
1.2.2 對控制系統(tǒng)的基本要求
1.2.3 控制系統(tǒng)的基本控制方式
1.2.4 自動控制系統(tǒng)的基本組成
1.2.5 自動控制系統(tǒng)的名詞術(shù)語
1.3 自動控制系統(tǒng)的分類
1.3.1 按輸入量的變化規(guī)律進(jìn)行分類
1.3.2 按系統(tǒng)中傳遞信號的性質(zhì)分類
1.4 控制理論發(fā)展簡史
1.5 本課程的教學(xué)方法
習(xí)題
第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.1 概念
2.1.1 數(shù)學(xué)模型的概念
2.1.2 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)
2.2 控制系統(tǒng)的微分方程
2.2.1 建立微分方程的基本步驟
2.2.2 機(jī)械系統(tǒng)的微分方程
2.2.3 電氣系統(tǒng)的微分方程
2.2.4 機(jī)電系統(tǒng)的微分方程
2.2.5 非線性微分方程的線性化
2.3 拉氏變換和反變換
2.3.1 拉氏變換的定義
2.3.2 幾種典型函數(shù)的拉氏變換
2.3.3 拉氏變換的性質(zhì)
2.3.4 拉氏反變換
2.3.5 應(yīng)用拉氏變換解線性微分方程
2.4 傳遞函數(shù)
2.4.1 傳遞函數(shù)的定義
2.4.2 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)
2.5 系統(tǒng)的方框圖和信號流圖
2.5.1 系統(tǒng)方框圖的組成
2.5.2 環(huán)節(jié)的基本連接方式
2.5.3 方框圖的變換與簡化
2.5.4 系統(tǒng)的信號流圖及其簡化
2.5.5 梅遜公式及其應(yīng)用
習(xí)題
第3章 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析
3.1 時(shí)間響應(yīng)與典型輸入信號
3.1.1 時(shí)間響應(yīng)及其組成
3.1.2 典型輸入信號
3.1.3 瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo)
3.2 一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)
3.2.1 一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
3.2.2 一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)
3.2.3 一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)
3.2.4 一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)
3.2.5 線性定常系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的主要特征
3.3 二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)
3.3.1 二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
3.3.2 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)
3.3.3 二階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)
3.3.4 二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)性能指標(biāo)
3.4 高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)
3.4.1 高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)分析
3.4.2 高階系統(tǒng)的簡化
3.4.3 高階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)性能指標(biāo)估算方法
3.5 計(jì)算機(jī)輔助時(shí)域分析
習(xí)題
第4章 控制系統(tǒng)的頻率特性
4.1 頻率特性的基本概念
4.1.1 頻率響應(yīng)與頻率特性
4.1.2 頻率特性的求取方法
4.1.3 頻率特性的表示方法
4.2 典型環(huán)節(jié)的極坐標(biāo)圖
4.2.1 比例環(huán)節(jié)
4.2.2 積分環(huán)節(jié)
4.2.3 微分環(huán)節(jié)
4.2.4 慣性環(huán)節(jié)
4.2.5 一階微分環(huán)節(jié)
4.2.6 振蕩環(huán)節(jié)
4.2.7 二階微分環(huán)節(jié)
4.2.8 延遲環(huán)節(jié)
4.2.9 系統(tǒng)奈奎斯特圖的畫法
4.3 典型環(huán)節(jié)的對數(shù)坐標(biāo)圖
4.3.1 比例環(huán)節(jié)
4.3.2 積分環(huán)節(jié)
4.3.3 微分環(huán)節(jié)
4.3.4 慣性環(huán)節(jié)
4.3.5 一階微分環(huán)節(jié)
4.3.6 振蕩環(huán)節(jié)
4.3.7 二階微分環(huán)節(jié)
4.3.8 延遲環(huán)節(jié)
4.3.9 伯德圖的一般繪制方法
4.4 系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的實(shí)驗(yàn)確定方法
4.4.1 開環(huán)頻率特性的實(shí)驗(yàn)分析法
4.4.2 由實(shí)驗(yàn)的開環(huán)對數(shù)坐標(biāo)圖確定（估計(jì)）系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性
4.5 閉環(huán)頻率特性及頻域性能指標(biāo)
4.5.1 閉環(huán)頻率特性
4.5.2 閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)
4.5.3 系統(tǒng)的頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)之間的關(guān)系
4.6 最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)
4.6.1 最小相位傳遞函數(shù)與最小相位系統(tǒng)
4.6.2 產(chǎn)生非最小相位的一些環(huán)節(jié)
習(xí)題
第5章 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
5.1 穩(wěn)定性的基本概念
5.1.1 穩(wěn)定性的定義
5.1.2 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件
5.1.3 線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件
5.2 代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)
5.2.1 勞斯判據(jù)
5.2.2 赫爾維茨判據(jù)
5.3 幾何穩(wěn)定性判據(jù)
5.3.1 幅角定理
5.3.2 奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)
5.3.3 對數(shù)頻率特性的穩(wěn)定性判據(jù)
5.4 系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性
5.4.1 相位穩(wěn)定裕度
5.4.2 幅值穩(wěn)定裕度
5.4.3 影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要因素
5.5 切削的數(shù)學(xué)模型及穩(wěn)定性分析
5.5.1 切削系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
5.5.2 切削穩(wěn)定性分析
習(xí)題
第6章 控制系統(tǒng)的根軌跡
6.1 根軌跡與控制系統(tǒng)特性
6.1.1 根軌跡的基本概念
6.1.2 根軌跡與系統(tǒng)性能
6.2 繪制根軌跡的基本法則
6.2.1 繪制根軌跡的相位條件和幅值條件
6.2.2 繪制根軌跡的基本規(guī)則
6.3 用根軌跡分析控制系統(tǒng)的性能
6.3.1 根軌跡確定系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)
6.3.2 指定K1時(shí)的閉環(huán)傳遞函數(shù)
6.3.3 確定具有指定阻尼比ξ的閉環(huán)極點(diǎn)和單位階躍響應(yīng)
6.4 利用MATLAB繪制系統(tǒng)根軌跡
習(xí)題
第7章 控制系統(tǒng)的誤差分析
7.1 誤差的概念
7.1.1 誤差
7.1.2 偏差信號
7.1.3 誤差信號
7.1.4 期望輸出信號的確定
7.1.5 偏差信號與誤差信號的關(guān)系
7.2 系統(tǒng)的類型
7.3 靜態(tài)誤差
7.3.1 靜態(tài)誤差系數(shù)和靜態(tài)誤差的計(jì)算
7.3.2 干擾輸入作用下的靜態(tài)誤差
7.3.3 復(fù)合控制系統(tǒng)的誤差分析
7.4 動態(tài)誤差
7.5 工程中的誤差分析實(shí)例
習(xí)題
第8章 控制系統(tǒng)的綜合與校正
8.1 控制系統(tǒng)校正的基本概念
8.1.1 控制系統(tǒng)校正與校正裝置
8.1.2 控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)
8.1.3 校正方式
8.2 校正裝置及其特性
8.2.1 超前校正裝置
8.2.2 滯后校正裝置
8.2.3 滯后-超前校正裝置
8.3 串聯(lián)校正
8.3.1 相位超前校正
8.3.2 相位滯后校正
8.3.3 串聯(lián)滯后-超前校正
8.4 并聯(lián)校正
8.4.1 反饋校正
8.4.2 前饋校正（復(fù)合校正）
8.5 控制器類型
8.6 控制器控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)
8.6.1 PD控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)
8.6.2 PI控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)
8.6.3 PID控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)
8.7 按期望特性設(shè)計(jì)控制器
8.8 工程中的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
前言
第1章 緒論
1.1 控制系統(tǒng)舉例
1.2 自動控制系統(tǒng)的基本概念
1.2.1 自動控制系統(tǒng)的工作原理
1.2.2 對控制系統(tǒng)的基本要求
1.2.3 控制系統(tǒng)的基本控制方式
1.2.4 自動控制系統(tǒng)的基本組成
1.2.5 自動控制系統(tǒng)的名詞術(shù)語
1.3 自動控制系統(tǒng)的分類
1.3.1 按輸入量的變化規(guī)律進(jìn)行分類
1.3.2 按系統(tǒng)中傳遞信號的性質(zhì)分類
1.4 控制理論發(fā)展簡史
1.5 本課程的教學(xué)方法
習(xí)題
前言
第1章 緒論
1.1 控制系統(tǒng)舉例
1.2 自動控制系統(tǒng)的基本概念
1.2.1 自動控制系統(tǒng)的工作原理
1.2.2 對控制系統(tǒng)的基本要求
1.2.3 控制系統(tǒng)的基本控制方式
1.2.4 自動控制系統(tǒng)的基本組成
1.2.5 自動控制系統(tǒng)的名詞術(shù)語
1.3 自動控制系統(tǒng)的分類
1.3.1 按輸入量的變化規(guī)律進(jìn)行分類
1.3.2 按系統(tǒng)中傳遞信號的性質(zhì)分類
1.4 控制理論發(fā)展簡史
1.5 本課程的教學(xué)方法
習(xí)題
第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.1 概念
2.1.1 數(shù)學(xué)模型的概念
2.1.2 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)
2.2 控制系統(tǒng)的微分方程
2.2.1 建立微分方程的基本步驟
2.2.2 機(jī)械系統(tǒng)的微分方程
2.2.3 電氣系統(tǒng)的微分方程
2.2.4 機(jī)電系統(tǒng)的微分方程
2.2.5 非線性微分方程的線性化
2.3 拉氏變換和反變換
2.3.1 拉氏變換的定義
2.3.2 幾種典型函數(shù)的拉氏變換
2.3.3 拉氏變換的性質(zhì)
2.3.4 拉氏反變換
2.3.5 應(yīng)用拉氏變換解線性微分方程
2.4 傳遞函數(shù)
2.4.1 傳遞函數(shù)的定義
2.4.2 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)
2.5 系統(tǒng)的方框圖和信號流圖
2.5.1 系統(tǒng)方框圖的組成
2.5.2 環(huán)節(jié)的基本連接方式
2.5.3 方框圖的變換與簡化
2.5.4 系統(tǒng)的信號流圖及其簡化
2.5.5 梅遜公式及其應(yīng)用
習(xí)題
第3章 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析
3.1 時(shí)間響應(yīng)與典型輸入信號
3.1.1 時(shí)間響應(yīng)及其組成
3.1.2 典型輸入信號
3.1.3 瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo)
3.2 一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)
3.2.1 一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
3.2.2 一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)
3.2.3 一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)
3.2.4 一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)
3.2.5 線性定常系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的主要特征
3.3 二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)
3.3.1 二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
3.3.2 二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)
3.3.3 二階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)
3.3.4 二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)性能指標(biāo)
3.4 高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)
3.4.1 高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)分析
3.4.2 高階系統(tǒng)的簡化
3.4.3 高階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)性能指標(biāo)估算方法
3.5 計(jì)算機(jī)輔助時(shí)域分析
習(xí)題
第4章 控制系統(tǒng)的頻率特性
4.1 頻率特性的基本概念
4.1.1 頻率響應(yīng)與頻率特性
4.1.2 頻率特性的求取方法
4.1.3 頻率特性的表示方法
4.2 典型環(huán)節(jié)的極坐標(biāo)圖
4.2.1 比例環(huán)節(jié)
4.2.2 積分環(huán)節(jié)
4.2.3 微分環(huán)節(jié)
4.2.4 慣性環(huán)節(jié)
4.2.5 一階微分環(huán)節(jié)
4.2.6 振蕩環(huán)節(jié)
4.2.7 二階微分環(huán)節(jié)
4.2.8 延遲環(huán)節(jié)
4.2.9 系統(tǒng)奈奎斯特圖的畫法
4.3 典型環(huán)節(jié)的對數(shù)坐標(biāo)圖
4.3.1 比例環(huán)節(jié)
4.3.2 積分環(huán)節(jié)
4.3.3 微分環(huán)節(jié)
4.3.4 慣性環(huán)節(jié)
4.3.5 一階微分環(huán)節(jié)
4.3.6 振蕩環(huán)節(jié)
4.3.7 二階微分環(huán)節(jié)
4.3.8 延遲環(huán)節(jié)
4.3.9 伯德圖的一般繪制方法
4.4 系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的實(shí)驗(yàn)確定方法
4.4.1 開環(huán)頻率特性的實(shí)驗(yàn)分析法
4.4.2 由實(shí)驗(yàn)的開環(huán)對數(shù)坐標(biāo)圖確定（估計(jì)）系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性
4.5 閉環(huán)頻率特性及頻域性能指標(biāo)
4.5.1 閉環(huán)頻率特性
4.5.2 閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)
4.5.3 系統(tǒng)的頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)之間的關(guān)系
4.6 最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)
4.6.1 最小相位傳遞函數(shù)與最小相位系統(tǒng)
4.6.2 產(chǎn)生非最小相位的一些環(huán)節(jié)
習(xí)題
第5章 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
5.1 穩(wěn)定性的基本概念
5.1.1 穩(wěn)定性的定義
5.1.2 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件
5.1.3 線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件
5.2 代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)
5.2.1 勞斯判據(jù)
5.2.2 赫爾維茨判據(jù)
5.3 幾何穩(wěn)定性判據(jù)
5.3.1 幅角定理
5.3.2 奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)
5.3.3 對數(shù)頻率特性的穩(wěn)定性判據(jù)
5.4 系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性
5.4.1 相位穩(wěn)定裕度
5.4.2 幅值穩(wěn)定裕度
5.4.3 影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要因素
5.5 切削的數(shù)學(xué)模型及穩(wěn)定性分析
5.5.1 切削系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
5.5.2 切削穩(wěn)定性分析
習(xí)題
第6章 控制系統(tǒng)的根軌跡
6.1 根軌跡與控制系統(tǒng)特性
6.1.1 根軌跡的基本概念
6.1.2 根軌跡與系統(tǒng)性能
6.2 繪制根軌跡的基本法則
6.2.1 繪制根軌跡的相位條件和幅值條件
6.2.2 繪制根軌跡的基本規(guī)則
6.3 用根軌跡分析控制系統(tǒng)的性能
6.3.1 根軌跡確定系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)
6.3.2 指定K1時(shí)的閉環(huán)傳遞函數(shù)
6.3.3 確定具有指定阻尼比ξ的閉環(huán)極點(diǎn)和單位階躍響應(yīng)
6.4 利用MATLAB繪制系統(tǒng)根軌跡
習(xí)題
第7章 控制系統(tǒng)的誤差分析
7.1 誤差的概念
7.1.1 誤差
7.1.2 偏差信號
7.1.3 誤差信號
7.1.4 期望輸出信號的確定
7.1.5 偏差信號與誤差信號的關(guān)系
7.2 系統(tǒng)的類型
7.3 靜態(tài)誤差
7.3.1 靜態(tài)誤差系數(shù)和靜態(tài)誤差的計(jì)算
7.3.2 干擾輸入作用下的靜態(tài)誤差
7.3.3 復(fù)合控制系統(tǒng)的誤差分析
7.4 動態(tài)誤差
7.5 工程中的誤差分析實(shí)例
習(xí)題
第8章 控制系統(tǒng)的綜合與校正
8.1 控制系統(tǒng)校正的基本概念
8.1.1 控制系統(tǒng)校正與校正裝置
8.1.2 控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)
8.1.3 校正方式
8.2 校正裝置及其特性
8.2.1 超前校正裝置
8.2.2 滯后校正裝置
8.2.3 滯后-超前校正裝置
8.3 串聯(lián)校正
8.3.1 相位超前校正
8.3.2 相位滯后校正
8.3.3 串聯(lián)滯后-超前校正
8.4 并聯(lián)校正
8.4.1 反饋校正
8.4.2 前饋校正（復(fù)合校正）
8.5 控制器類型
8.6 控制器控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)
8.6.1 PD控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)
8.6.2 PI控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)
8.6.3 PID控制規(guī)律的實(shí)現(xiàn)
8.7 按期望特性設(shè)計(jì)控制器
8.8 工程中的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
書單推薦
