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機電設備控制系統與檢測技術（簡體書）
商品資訊
系列名：高等職業教育十二五規劃教材
ISBN13：9787030369543
出版社：科學出版社
作者：潘曉絨
出版日：2013/08/01
裝訂／頁數：平裝／352頁
規格：23.5cm*16.8cm (高/寬)
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商品簡介
名人/編輯推薦
序
目次
書摘/試閱
商品簡介
本書主要講述機電設備控制系統基本知識及常用檢測技術。全書結構合理，各項目之間既有聯系，又相互獨立，適合在教學組織中針對不同專業特點進行不同側重的選擇。本書可作為高職高專機電一體化技術、電氣自動化技術、液壓與氣動技術、供用電技術等專業的教材，也可供其他相關專業及有關工程技術人員參考。?
名人/編輯推薦
《高等職業教育"十二五"規劃教材:機電設備控制系統與檢測技術》由科學出版社出版。
序
本書以職業能力為中心，以項目為導向，力求融實踐教學于理論教學之中，做到實踐部分有理論分析，理論部分以實踐為依據，體現做中學、學中做的教學原則，有針對性地培養學生的職業技能。
本書在內容安排上針對高職高專學生的特點，力求便于學生的學習和應用。全書分為上、下兩篇，共包括13個項目。上篇包括7個項目，主要講述機電設備控制系統基本知識，運用經典控制理論的線性理論部分，以自動調速系統為主線，著重講述自動控制系統的工作原理、自動調節過程等，內容包括：自動控制系統概述，控制系統的數學模型，控制系統的時域分析、頻域分析、校正，直流調速系統，直流脈寬調速系統等。下篇包括6個項目，每個項目均以項目工程案例為引子，由項目概況、項目設計方案、項目運行及調試層層展開，講述了常見傳感器檢測的基本知識。全書結構合理，各項目之間既有聯系又相互獨立，適合教學組織中針對不同專業特點進行選擇。
本書由陜西國防工業職業技術學院潘曉絨、劉龍江任主編，修學強、東方審閱全書，并提出許多寶貴的修改意見。具體參加本書編寫的人員如下：陜西國防工業職業技術殷興光編寫項目1、項目10中101~103節，劉龍江編寫項目2、項目3中31和33~35節，東方編寫項目4、項目5，李周平編寫項目6，劉春雅編寫項目3中32節、項目7、項目12中121和122節，王月愛編寫項目10中105節、項目12中123節及所有項目的習題，潘曉絨負責編寫課程導入、項目10中104節、項目11、項目12中124和125節、項目13，西安北方惠安化學工業有限公司的王永強負責編寫項目8、項目9。
限于編者的水平，加之時間倉促，不足之處在所難免，敬請廣大讀者給予批評指正。
編 者
2012年11月
本書在內容安排上針對高職高專學生的特點，力求便于學生的學習和應用。全書分為上、下兩篇，共包括13個項目。上篇包括7個項目，主要講述機電設備控制系統基本知識，運用經典控制理論的線性理論部分，以自動調速系統為主線，著重講述自動控制系統的工作原理、自動調節過程等，內容包括：自動控制系統概述，控制系統的數學模型，控制系統的時域分析、頻域分析、校正，直流調速系統，直流脈寬調速系統等。下篇包括6個項目，每個項目均以項目工程案例為引子，由項目概況、項目設計方案、項目運行及調試層層展開，講述了常見傳感器檢測的基本知識。全書結構合理，各項目之間既有聯系又相互獨立，適合教學組織中針對不同專業特點進行選擇。
本書由陜西國防工業職業技術學院潘曉絨、劉龍江任主編，修學強、東方審閱全書，并提出許多寶貴的修改意見。具體參加本書編寫的人員如下：陜西國防工業職業技術殷興光編寫項目1、項目10中101~103節，劉龍江編寫項目2、項目3中31和33~35節，東方編寫項目4、項目5，李周平編寫項目6，劉春雅編寫項目3中32節、項目7、項目12中121和122節，王月愛編寫項目10中105節、項目12中123節及所有項目的習題，潘曉絨負責編寫課程導入、項目10中104節、項目11、項目12中124和125節、項目13，西安北方惠安化學工業有限公司的王永強負責編寫項目8、項目9。
限于編者的水平，加之時間倉促，不足之處在所難免，敬請廣大讀者給予批評指正。
編 者
2012年11月
目次
前言
課程導入走進機電設備控制系統與檢測技術
0.1檢測系統概述
0.1.1測量的基本概念及方法
0.1.2測量誤差及數據處理
0.1.3傳感器及其基本特性
0.2控制系統概述
0.2.1自動控制系統的組成和術語
0.2.2自動控制系統的分類
0.2.3自動控制系統示例
0.2.4對自動控制系統的基本要求
上篇控制系統
項目1自動控制系統概論
1.1引言
1.2自動控制簡史
1.2.1經典控制理論
1.2.2現代控制理論
1.2.3開環控制系統與閉環控制系統
項目2控制系統的數學模型
2.1控制系統的微分方程
2.1.1控制系統的微分方程的建立
2.1.2控制系統的微分方程的求解
2.2傳遞函數
2.2.1傳遞函數的定義
2.2.2傳遞函數的求取
2.2.3傳遞函數的性質
2.3控制系統的動態結構圖
2.3.1動態結構圖的組成與畫法
2.3.2動態結構圖的等效變換及化簡
2.3.3用公式法求取傳遞函數
2.4典型環節的數學模型及階躍響應
2.4.1典型環節的數學模型
2.4.2典型環節的傳遞函數及階躍響應
2.5自動控制系統的傳遞函數
小結
習題
項目3控制系統的時域分析法
3.1概述
3.1.1典型輸入信號及其時間響應
3.1.2階躍響應的性能指標
3.2系統穩定性分析
3.2.1系統穩定性的概念
3.2.2線性系統穩定的充分必要條件
3.2.3系統穩定性的代數判據
3.3一階系統動態性能分析
3.3.1一階系統的數學模型
3.3.2一階系統動態性能的時域分析
3.4二階系統動態性能分析
3.4.1二階系統的數學模型
3.4.2二階系統的穩定性分析
3.4.3二階系統動態性能的時域分析
3.5穩態性能的時域分析
3.5.1系統誤差與穩態誤差
3.5.2穩態誤差的計算
小結
習題
項目4控制系統的頻域分析法
4.1頻率特性的概念
4.1.1頻率特性的基本概念
4.1.2頻率特性與傳遞函數的關系
4.1.3頻率特性的性質
4.2典型環節的伯德圖
4.2.1比例環節
4.2.2積分環節
4.2.3微分環節
4.2.4慣性環節
4.2.5比例微分環節
4.2.6振蕩環節
4.2.7一階不穩定環節
4.2.8最小相位系統的概念
4.3系統開環對數頻率特性曲線的繪制
4.3.1系統開環對數頻率特性曲線繪制的一般步驟
4.3.2系統開環對數頻率特性曲線繪制舉例
4.4系統穩定性的頻域分析
4.4.1對數頻率穩定判據
4.4.2穩定裕量
4.5動態性能的頻域分析
4.5.1三頻段的概念
4.5.2典型系統
小結
習題
項目5自動控制系統的校正
5.1常用校正裝置
5.1.1無源校正裝置
5.1.2有源校正裝置
5.2串聯校正
5.2.1串聯比例校正
5.2.2串聯比例微分校正
5.2.3串聯比例積分校正
5.2.4串聯比例積分微分校正
5.3反饋校正
5.4前饋控制的概念
5.5自動控制系統的一般設計方法
5.5.1自動控制系統設計的基本步驟
5.5.2系統固有部分開環頻率特性的簡化處理
5.5.3系統預期開環對數頻率特性的確定
小結
習題
項目6直流調速系統
6.1直流調速系統概述
6.1.1直流調速系統的基本概念
6.1.2直流調速方式
6.1.3晶閘管直流調速系統的開環機械特性
6.1.4直流調速系統的主要性能指標
6.2單閉環直流調速系統
6.2.1單閉環轉速有靜差調速系統
6.2.2單閉環轉速無靜差調速系統
6.2.3單閉環直流調速系統的限流保護（電流截止負反饋）
6.2.4其他單閉環調速系統
6.3雙閉環無靜差直流調速系統
6.3.1最佳過渡過程的基本概念
6.3.2轉速電流雙閉環直流調速系統的組成
6.3.3雙閉環直流調速系統的靜特性分析
6.3.4雙閉環調速系統的起動過程
6.3.5雙閉環直流調速系統的典型參數計算
6.4可逆直流調速系統
6.4.1可逆運行的基本知識
6.4.2可逆系統的工作狀態
6.4.3可逆直流調速系統中的環流分析
6.4.4邏輯無環流可逆調速系統
小結
習題
項目7直流脈寬調速系統
7.1直流脈寬調制電路的工作原理
7.1.1不可逆PWM變換器
7.1.2可逆PWM變換器
7.2脈寬調速系統的控制電路
7.2.1直流脈寬調制器
7.2.2邏輯延時電路
7.2.3基極驅動器和保護電路
7.2.4由PWM集成芯片組成的直流脈寬調速系統
7.2.5由單片機控制的直流脈寬調制調速系統
小結
習題
下篇檢測技術
項目8滾柱直徑分選系統
8.1項目概況
8.2設計方案
8.3項目運行及調試
8.4知識鏈接
8.4.1自感傳感器
8.4.2差動變壓器
8.5技能訓練
8.5.1差動變壓器性能測試訓練
8.5.2激勵頻率對差動變壓器特性的影響測試
8.5.3差動變壓器零點殘余電壓補償測試
8.5.4振動測量訓練
習題
項目9超聲檢測控制系統
9.1項目概況
9.2項目設計方案
9.3項目運行及調試
9.4知識鏈接
9.4.1超聲波物理基礎
9.4.2超聲波換能器及耦合技術
9.4.3超聲波傳感器的應用
9.4.4無損探傷
9.5超聲波傳感器測距技能訓練
習題
項目10水位溫度遠程控制系統
10.1項目概況
10.2項目設計方案
10.3項目運行及調試
10.4知識鏈接
10.4.1溫度檢測方法及儀表
10.4.2半導體熱敏電阻傳感器
10.4.3金屬熱電阻傳感器
10.4.4熱電偶傳感器
10.4.5集成溫度傳感器
10.4.6物位傳感器
10.5技能訓練
10.5.1集成溫度傳感器的特性測試
10.5.2熱電阻測溫特性測試
10.5.3熱電偶測溫特性測試
10.5.4熱電偶冷端溫度補償測試
習題
項目11壓力檢測控制系統
11.1項目概況
11.2項目設計方案
11.3項目運行及調試
11.4知識鏈接
11.4.1壓力傳感器概述
11.4.2應變式壓力傳感器
11.4.3壓阻式壓力傳感器
11.4.4壓電式壓力傳感器
11.5技能訓練
11.5.1金屬箔式應變片——單臂電橋性能測試
11.5.2金屬箔式應變片——半橋性能測試
11.5.3壓電式壓力傳感器振動測試訓練
習題
項目12電容式檢測控制系統
12.1項目概況
12.2項目設計方案
12.3項目運行及調試
12.4知識鏈接
12.4.1電容傳感器的工作原理及結構形式
12.4.2電容傳感器的測量轉換電路
12.4.3電容傳感器的應用
12.4.4壓力、液位和流量的測量
12.5技能訓練
12.5.1電容式傳感器的位移測試
12.5.2電容傳感器動態特性測試
習題
項目13抗干擾系統
13.1項目概況
13.2項目設計方案
13.3項目運行及調試
13.4知識鏈接
13.4.1噪聲及防護
13.4.2檢測技術中的電磁兼容原理
13.4.3幾種電磁兼容控制技術
習題
主要參考文獻
課程導入走進機電設備控制系統與檢測技術
0.1檢測系統概述
0.1.1測量的基本概念及方法
0.1.2測量誤差及數據處理
0.1.3傳感器及其基本特性
0.2控制系統概述
0.2.1自動控制系統的組成和術語
0.2.2自動控制系統的分類
0.2.3自動控制系統示例
0.2.4對自動控制系統的基本要求
上篇控制系統
項目1自動控制系統概論
1.1引言
1.2自動控制簡史
1.2.1經典控制理論
1.2.2現代控制理論
1.2.3開環控制系統與閉環控制系統
項目2控制系統的數學模型
2.1控制系統的微分方程
2.1.1控制系統的微分方程的建立
2.1.2控制系統的微分方程的求解
2.2傳遞函數
2.2.1傳遞函數的定義
2.2.2傳遞函數的求取
2.2.3傳遞函數的性質
2.3控制系統的動態結構圖
2.3.1動態結構圖的組成與畫法
2.3.2動態結構圖的等效變換及化簡
2.3.3用公式法求取傳遞函數
2.4典型環節的數學模型及階躍響應
2.4.1典型環節的數學模型
2.4.2典型環節的傳遞函數及階躍響應
2.5自動控制系統的傳遞函數
小結
習題
項目3控制系統的時域分析法
3.1概述
3.1.1典型輸入信號及其時間響應
3.1.2階躍響應的性能指標
3.2系統穩定性分析
3.2.1系統穩定性的概念
3.2.2線性系統穩定的充分必要條件
3.2.3系統穩定性的代數判據
3.3一階系統動態性能分析
3.3.1一階系統的數學模型
3.3.2一階系統動態性能的時域分析
3.4二階系統動態性能分析
3.4.1二階系統的數學模型
3.4.2二階系統的穩定性分析
3.4.3二階系統動態性能的時域分析
3.5穩態性能的時域分析
3.5.1系統誤差與穩態誤差
3.5.2穩態誤差的計算
小結
習題
項目4控制系統的頻域分析法
4.1頻率特性的概念
4.1.1頻率特性的基本概念
4.1.2頻率特性與傳遞函數的關系
4.1.3頻率特性的性質
4.2典型環節的伯德圖
4.2.1比例環節
4.2.2積分環節
4.2.3微分環節
4.2.4慣性環節
4.2.5比例微分環節
4.2.6振蕩環節
4.2.7一階不穩定環節
4.2.8最小相位系統的概念
4.3系統開環對數頻率特性曲線的繪制
4.3.1系統開環對數頻率特性曲線繪制的一般步驟
4.3.2系統開環對數頻率特性曲線繪制舉例
4.4系統穩定性的頻域分析
4.4.1對數頻率穩定判據
4.4.2穩定裕量
4.5動態性能的頻域分析
4.5.1三頻段的概念
4.5.2典型系統
小結
習題
項目5自動控制系統的校正
5.1常用校正裝置
5.1.1無源校正裝置
5.1.2有源校正裝置
5.2串聯校正
5.2.1串聯比例校正
5.2.2串聯比例微分校正
5.2.3串聯比例積分校正
5.2.4串聯比例積分微分校正
5.3反饋校正
5.4前饋控制的概念
5.5自動控制系統的一般設計方法
5.5.1自動控制系統設計的基本步驟
5.5.2系統固有部分開環頻率特性的簡化處理
5.5.3系統預期開環對數頻率特性的確定
小結
習題
項目6直流調速系統
6.1直流調速系統概述
6.1.1直流調速系統的基本概念
6.1.2直流調速方式
6.1.3晶閘管直流調速系統的開環機械特性
6.1.4直流調速系統的主要性能指標
6.2單閉環直流調速系統
6.2.1單閉環轉速有靜差調速系統
6.2.2單閉環轉速無靜差調速系統
6.2.3單閉環直流調速系統的限流保護（電流截止負反饋）
6.2.4其他單閉環調速系統
6.3雙閉環無靜差直流調速系統
6.3.1最佳過渡過程的基本概念
6.3.2轉速電流雙閉環直流調速系統的組成
6.3.3雙閉環直流調速系統的靜特性分析
6.3.4雙閉環調速系統的起動過程
6.3.5雙閉環直流調速系統的典型參數計算
6.4可逆直流調速系統
6.4.1可逆運行的基本知識
6.4.2可逆系統的工作狀態
6.4.3可逆直流調速系統中的環流分析
6.4.4邏輯無環流可逆調速系統
小結
習題
項目7直流脈寬調速系統
7.1直流脈寬調制電路的工作原理
7.1.1不可逆PWM變換器
7.1.2可逆PWM變換器
7.2脈寬調速系統的控制電路
7.2.1直流脈寬調制器
7.2.2邏輯延時電路
7.2.3基極驅動器和保護電路
7.2.4由PWM集成芯片組成的直流脈寬調速系統
7.2.5由單片機控制的直流脈寬調制調速系統
小結
習題
下篇檢測技術
項目8滾柱直徑分選系統
8.1項目概況
8.2設計方案
8.3項目運行及調試
8.4知識鏈接
8.4.1自感傳感器
8.4.2差動變壓器
8.5技能訓練
8.5.1差動變壓器性能測試訓練
8.5.2激勵頻率對差動變壓器特性的影響測試
8.5.3差動變壓器零點殘余電壓補償測試
8.5.4振動測量訓練
習題
項目9超聲檢測控制系統
9.1項目概況
9.2項目設計方案
9.3項目運行及調試
9.4知識鏈接
9.4.1超聲波物理基礎
9.4.2超聲波換能器及耦合技術
9.4.3超聲波傳感器的應用
9.4.4無損探傷
9.5超聲波傳感器測距技能訓練
習題
項目10水位溫度遠程控制系統
10.1項目概況
10.2項目設計方案
10.3項目運行及調試
10.4知識鏈接
10.4.1溫度檢測方法及儀表
10.4.2半導體熱敏電阻傳感器
10.4.3金屬熱電阻傳感器
10.4.4熱電偶傳感器
10.4.5集成溫度傳感器
10.4.6物位傳感器
10.5技能訓練
10.5.1集成溫度傳感器的特性測試
10.5.2熱電阻測溫特性測試
10.5.3熱電偶測溫特性測試
10.5.4熱電偶冷端溫度補償測試
習題
項目11壓力檢測控制系統
11.1項目概況
11.2項目設計方案
11.3項目運行及調試
11.4知識鏈接
11.4.1壓力傳感器概述
11.4.2應變式壓力傳感器
11.4.3壓阻式壓力傳感器
11.4.4壓電式壓力傳感器
11.5技能訓練
11.5.1金屬箔式應變片——單臂電橋性能測試
11.5.2金屬箔式應變片——半橋性能測試
11.5.3壓電式壓力傳感器振動測試訓練
習題
項目12電容式檢測控制系統
12.1項目概況
12.2項目設計方案
12.3項目運行及調試
12.4知識鏈接
12.4.1電容傳感器的工作原理及結構形式
12.4.2電容傳感器的測量轉換電路
12.4.3電容傳感器的應用
12.4.4壓力、液位和流量的測量
12.5技能訓練
12.5.1電容式傳感器的位移測試
12.5.2電容傳感器動態特性測試
習題
項目13抗干擾系統
13.1項目概況
13.2項目設計方案
13.3項目運行及調試
13.4知識鏈接
13.4.1噪聲及防護
13.4.2檢測技術中的電磁兼容原理
13.4.3幾種電磁兼容控制技術
習題
主要參考文獻
書摘/試閱
2）離散控制系統
當系統中某些組成環節或元件的輸入、輸出信號在時間上是離散的，即僅在離散的瞬時取值時，稱此類系統為離散控制系統或離散時間函數。離散系統與連續系統的區別也僅在于信號只是特定的離散瞬時上的時間的函數。離散信號可由連續信號通過采樣開關獲得，具有采樣的控制系統又稱為采樣控制系統。
離散控制系統的運動狀態或特性一般用差分方程來描述，其分析研究方法也不同于連續控制系統。
5.單變量與多變量控制系統
1）單變量控制系統
在一個控制系統中，如果只有一個被控制的參數和一個控翻作用來控制對象，則此系統為單變量控制系統，又稱為單輸入一單輸出系統。
2）多變量控制系統
如果一個控制系統中的被控參數多于一個，控制作用也多于一個，且各控制回路相互之間有耦合關系，則稱這種系統為多變量控制系統，又稱為多輸入一多輸出系統。
自動控制系統的分類方法除上述幾種外還有很多，且各種分類方法只是人們站在不同的角度來看問題的一種方法，對于一個自動控制系統，可以用不同的方法來分類，但是這并不影響控制系統本身。本書以研究單變量連續線性定值控制系統為主，對其他控制系統僅在相應位置做簡單介紹。
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