《机械工程控制基础》根据应用型本科办学的定位，为适应机械类专业的教学需要而编写。在教材内容的组织上循序渐进、逐步深化、通俗易懂、概念明晰，强调基本概念的理解及其相互联系，尽量避免高深的数学推导；采用Matlab语言作为辅助工具，以便于读者学习用计算机进行控制系统的仿真与辅助设计，有助于增强学习效果；定位准确，突出实用性，以满足普通高等院校机械专业本科生的教学要求。本书由内蒙古科技大学的谭心、尹明、钟金豹、张文兴和邢静宜编写。

《机械工程控制基础》根据应用型本科办学的定位，为适应机械类专业的教学需要而编写。本书讲述了机械工程控制的基本原理、分析和综合方法及其在机械工程中的实际应用，主要包括以下内容：机械工程控制的基本概念、研究对象和任务；机电系统数学模型的基本概念及建立方法，拉氏变换的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等；典型机电系统的时域分析方法、性能指标以及系统误差分析方法；机电系统的频域分析方法；判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据；系统的综合与校正的常用方法；根轨迹分析法等。

《机械工程控制基础》适用于普通高等院校机械类相关专业，既可作为教材使用，也可供相关技术人员作为参考书。本书由内蒙古科技大学的谭心、尹明、钟金豹、张文兴和邢静宜编写。

第1章 绪论

1.1 概述

1.2 自动控制系统的分类及基本要求

1.2.1 自动控制系统的分类

1.2.2 自动控制系统的基本要求

1.3 反馈控制系统的基本组成

1.4 机械控制工程的研究对象

1.5 控制理论的发展

1.6 课程的主要内容

1.7 生活中的几个实例

小结

习题

第2章 系统的数学模型

2.1 系统的微分方程

2.1.1 线性微分方程

2.1.2 建立微分方程的步骤和方法

2.1.3 非线性微分方程的线性化处理

2.2 拉普拉斯变换与反变换

2.2.1 拉氏变换的定义

2.2.2 典型函数的拉氏变换

2.2.3 拉氏变换的基本定理

2.2.4 拉氏反变换

2.2.5 用拉氏变换与反变换求解常系数线性微分方程

2.3 传递函数

2.3.1 传递函数的定义

2.3.2 传递函数的零点与极点

2.3.3 典型环节的传递函数

2.4 系统的传递函数方框图及其简化

2.5 反馈控制系统的传递函数

2.6 相似原理

2.7 工程中典型机电液系统传递函数的建立

2.8 数学模型的Matlab描述

习题

第3章 系统的时域分析

3.1 时域响应及典型输入信号

3.1.1 时域响应

3.1.2 典型输入信号

3.2 -阶系统的时域响应

3.2.1 -阶系统的单位阶跃响应

3.2.2 -阶系统的单位脉冲响应

3.2.3 -阶系统的单位斜坡响应

3.3 二阶系统的时域响应

3.3.1 典型二阶系统的数学模型

3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应

3.3.3 二阶系统的单位脉冲响应

3.4 瞬态响应的性能指标

3.5 高阶系统的时域响应

3.5.1 高阶系统的时间响应分析

3.5.2 高阶系统的简化

3.6 控制系统的误差分析与计算

3.6.1 稳态误差的基本概念

3.6.2 输入引起的稳态误差

3.6.3 干扰引起的稳态误差

3.6.4 减少系统误差的途径

3.7 用Matlab分析时域响应

3.8 实例分析

习题

第4章 控制系统的频率特性分析

4.1 频率特性的基本概念

4.1.1 频率响应与频率特性

4.1.2 频率特性的求取方法

4.2 频率特性的极坐标图

4.2.1 极坐标图的基本概念

4.2.2 典型环节的极坐标图

4.2.3 极坐标图的一般画法

4.3 频率特性的对数坐标图

4.3.1 对数坐标图的基本概念

4.3.2 典型环节的对数坐标图

4.3.3 对数坐标图的一般画法

4.3.4 用幅频特性曲线求系统传递函数

4.4 频率特性的特征量

4.5 最小相位系统与非最小相位系统

4.5.1 最小相位系统与非最小相位系统

4.5.2 产生非最小相位的典型环节

4.6 用Matlab进行频域分析

4.7 实例：电液位置伺服控制系统

习题

第5章 系统的稳定性分析

5.1 系统稳定性的基本概念及稳定的条件

5.1.1 系统稳定性的基本概念

5.1.2 系统稳定的充分必要条件

5.2 代数稳定性判据

5.2.1 劳斯稳定性判据

5.2.2 赫尔维茨稳定性判据

5.3 Nyquist(奈奎斯特)稳定性判据

5.3.1 Nyquist稳定性判据的数学基础

5.3.2 Nyquist稳定性判据

5.4 Bode(伯德)稳定性判据

5.4.1 Nyquist图和Bode图的对应关系

5.4.2 穿越的概念

5.4.3 Bode判据

5.5 系统的相对稳定性

5.5.1 相位裕度

5.5.2 幅值裕度

5.6 用Matlab分析系统的稳定性

5.7 实例：电液位置伺服控制系统稳定性分析

习题

第6章 系统的性能分析与校正

6.1 系统的性能指标

6.1.1 时域性能指标

6.1.2 频域性能指标

6.1.3 综合性能指标(误差准则)

6.2 系统的校正

6.3 串联校正

6.3.1 相位超前校正

6.3.2 相位滞后校正

6.3.3 滞后一超前校正

6.4 PID校正

6.4.1 P调节器

6.4.2 PD调节器

6.4.3 PI调节器

6.4.4 PID调节器

6.5 反馈校正与顺馈校正

6.5.1 反馈校正

6.5.2 顺馈校正

6.6 用Matlab对系统进行校正

习题

第7章 根轨迹法

7.1 根轨迹概述

7.1.1 根轨迹概念

7.1.2 根轨迹方程、相角条件及幅值条件

7.2 绘制根轨迹的基本规则

7.3 广义根轨迹

7.3.1 参数根轨迹

7.3.2 零度根轨迹

7.3.3 滞后系统的根轨迹

7.4 根轨迹分析法

7.4.1 主导极点与偶极子

7.4.2 系统性能的定性分析

习题

参考文献