《自動控制系統(tǒng)原理與應(yīng)用(第2版)》共分為5個項目,通過項目任務(wù)的進程,將經(jīng)典控制理論逐級展開。項目1介紹了定性分析自動控制系統(tǒng)所需的基本知識。項目2和3介紹了定量分析自動控制系統(tǒng)所需的基本知識和自動控制系統(tǒng)的時域性能指標(biāo)內(nèi)涵。項目4介紹了自動控制系統(tǒng)的工程分析方法、基本知識、問題產(chǎn)生原因與改善調(diào)試自動控制系統(tǒng)的基本控制規(guī)律。項目5是一個綜合實例,通過該實例介紹了伺服控制系統(tǒng)的特點、系統(tǒng)組成、性能要求與調(diào)試方法等,它是對本書項目1~4所學(xué)理論知識的綜合應(yīng)用。
《自動控制系統(tǒng)原理與應(yīng)用(第2版)》可作為高職高專電氣自動化專業(yè)、機電一體化技術(shù)專業(yè)、數(shù)控系統(tǒng)維護專業(yè)和機械制造與自動化專業(yè)的教學(xué)用書,也適用于成人高校、職工大學(xué)、函授大學(xué)的相近專業(yè),并可供從事自動化技術(shù)的工程技術(shù)人員參考。
《自動控制系統(tǒng)原理與應(yīng)用(第2版)》在內(nèi)容的編排上,以實際自動控制系統(tǒng)的維護、故障排除和性能調(diào)試為主線,抽象并模擬了自動控制系統(tǒng)實際的調(diào)試與維護過程,以及分析問題時思維方法的形成過程與理論知識的應(yīng)用過程,通過建立與實踐活動相對應(yīng)的知識點與能力點的有機聯(lián)系,修正了以往同類教材中理論夠用卻無定論,導(dǎo)致理論知識雜亂無序的弊端,為工程實踐與理論知識的有機結(jié)合做了有益的嘗試。《自動控制系統(tǒng)原理與應(yīng)用(第2版)》的特點具體可概括為如下兩方面。
(1) 學(xué)習(xí)領(lǐng)域的知識構(gòu)架與教材內(nèi)容的優(yōu)化選擇。將職業(yè)領(lǐng)域的實際工作任務(wù)分解成情境學(xué)習(xí)領(lǐng)域的內(nèi)容框架,以解決職業(yè)領(lǐng)域中實際問題所需的知識點來構(gòu)建學(xué)習(xí)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)內(nèi)容。為此,在以知識點重構(gòu)教材內(nèi)容時,本書既注意到了理論知識的有序性與連貫性,也考慮到了知識點與解決工程問題之間的相互依存關(guān)系。所選案例及習(xí)題盡可能多地與實際自動控制系統(tǒng)中出現(xiàn)或所關(guān)心的問題相一致,在培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)的同時,開拓學(xué)生的認知范圍。
(2) 職業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵職業(yè)能力形成的模擬與抽象。職業(yè)能力的高低并不在于學(xué)生學(xué)到了哪些知識,而在于學(xué)生能否將學(xué)過的知識綜合應(yīng)用于職業(yè)行為過程。由于職業(yè)過程中的問題千變?nèi)f化,不可能在有限的課程中一一列舉。因此,授人以魚,不如授人以漁的思維教學(xué)理念在以就業(yè)為導(dǎo)向、職業(yè)能力培養(yǎng)為核心的課程設(shè)計理念中就顯得尤為重要。為此,本書面向職業(yè)領(lǐng)域的工作情境將知識再次細化為舊有知識、可以由舊知識推出的新知識和全新知識,通過模擬分析思維與分析方法的形成過程抽象出本書的知識鏈條,并引導(dǎo)學(xué)生隨著工作情境的展開,逐步形成自己的知識綜合應(yīng)用的思維鏈條與方法鏈條。
第2版前言
本書自2011年4月出版以來,得到了全國許多高職院校自動化控制技術(shù)教師的關(guān)懷和支持。過去的五年多是中國高等職業(yè)教育改革力度大、發(fā)展速度快的時期,隨著信息化、自動化技術(shù)應(yīng)用水平的不斷提高,自動控制技術(shù)作為電類專業(yè)的核心課程的重要性顯得越來越重要,自動控制技術(shù)的知識與技能已成為多數(shù)職業(yè)與崗位的能力和技術(shù)支撐。
本書基本保持了原有結(jié)構(gòu),變動的情況如下。
(1) 對原教材中的錯誤進行了修正;
(2) 進一步完善每個項目的小結(jié)與習(xí)題,可供學(xué)生在學(xué)完每一章后進行總結(jié)和歸納;
(3) 對項目任務(wù)進行了修改,更加詳細地描述了每個項目任務(wù)的分析思路與執(zhí)行方案,以便學(xué)生更好地理解控制理論對實際工作的指導(dǎo)意義。
本書由云南機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院李琳教授和浙江同濟科技職業(yè)學(xué)院周柏青副教授編寫并統(tǒng)稿。限于編者的水平和能力,教材中的疏漏之處敬請使用本教材的教師和學(xué)生予以批評指正。
編 者
第1版前言
自動控制系統(tǒng)原理與應(yīng)用是一門理論知識綜合應(yīng)用極強的專業(yè)基礎(chǔ)課程,所具有的科學(xué)方法論的特點是一般專業(yè)基礎(chǔ)課程或?qū)I(yè)課程所不具備的。因此,有效利用本課程所具有的學(xué)科特點,結(jié)合職業(yè)教育的職業(yè)性、實踐性和開放性,是本書構(gòu)建學(xué)習(xí)領(lǐng)域的知識內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)的基本理念。
本書在內(nèi)容的編排上,以實際自動控制系統(tǒng)的維護、故障排除和性能調(diào)試為主線,抽象并模擬了自動控制系統(tǒng)實際的調(diào)試與維護過程,以及分析問題時思維方法的形成過程與理論知識的應(yīng)用過程,通過建立與實踐活動相對應(yīng)的知識點與能力點的有機聯(lián)系,修正了以往同類教材中理論夠用卻無定論,導(dǎo)致理論知識雜亂無序的弊端,為工程實踐與理論知識的有機結(jié)合做了有益的嘗試。本書的特點具體可概括為如下兩方面。
(1) 學(xué)習(xí)領(lǐng)域的知識構(gòu)架與教材內(nèi)容的優(yōu)化選擇。將職業(yè)領(lǐng)域的實際工作任務(wù)分解成情境學(xué)習(xí)領(lǐng)域的內(nèi)容框架,以解決職業(yè)領(lǐng)域中實際問題所需的知識點來構(gòu)建學(xué)習(xí)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)內(nèi)容。為此,在以知識點重構(gòu)教材內(nèi)容時,本書既注意到了理論知識的有序性與連貫性,也考慮到了知識點與解決工程問題之間的相互依存關(guān)系。所選案例及習(xí)題盡可能多地與實際自動控制系統(tǒng)中出現(xiàn)或所關(guān)心的問題相一致,在培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)的同時,開拓學(xué)生的認知范圍。
(2) 職業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵職業(yè)能力形成的模擬與抽象。職業(yè)能力的高低并不在于學(xué)生學(xué)到了哪些知識,而在于學(xué)生能否將學(xué)過的知識綜合應(yīng)用于職業(yè)行為過程。由于職業(yè)過程中的問題千變?nèi)f化,不可能在有限的課程中一一列舉。因此,授人以魚,不如授人以漁的思維教學(xué)理念在以就業(yè)為導(dǎo)向、職業(yè)能力培養(yǎng)為核心的課程設(shè)計理念中就顯得尤為重要。為此,本書面向職業(yè)領(lǐng)域的工作情境將知識再次細化為舊有知識、可以由舊知識推出的新知識和全新知識,通過模擬分析思維與分析方法的形成過程抽象出本書的知識鏈條,并引導(dǎo)學(xué)生隨著工作情境的展開,逐步形成自己的知識綜合應(yīng)用的思維鏈條與方法鏈條。
全書內(nèi)容安排如下:項目1~4的內(nèi)容是按工作任務(wù)處理方式分解的項目要求,將經(jīng)典控制理論逐級展開,展開過程模擬了對實際問題進行分析的思維形成過程。項目5是一個綜合實例,在這個實例問題的解決過程中,除了將項目1~4的內(nèi)容全部串接起來、讓學(xué)生了解知識的應(yīng)用方法之外,更為重要的是,有序地引導(dǎo)學(xué)生,利用知識的適度引申與資料的查閱來補充知識的不足,并利用它們解決新的問題。項目5是對本書項目1~4的理論與實踐的綜合應(yīng)用。
本書由云南機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院李琳教授和浙江同濟科技技術(shù)職業(yè)學(xué)院周柏青老師主編并統(tǒng)稿。李林會老師參與了本書部分內(nèi)容的編寫與案例的處理,劉志華老師對全書的電子文本、繪圖和MATLAB軟件分析做了大量的工作。本書同時配有豐富的教學(xué)資源,包括電子教案、授課計劃、試題庫、教學(xué)指導(dǎo)與學(xué)習(xí)指導(dǎo)等,需要者可訪問http://www.ynmec.com進行下載。
在本書的編寫過程中,編者參考了國內(nèi)外院校的優(yōu)秀教材。在此,向所有為本書的編寫和出版給予幫助的朋友致以衷心的感謝。
由于編者水平有限,書中有不妥與不足之處在所難免,敬請廣大讀者和專家批評指正。
編 者
目 錄
項目1 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基本工作原理 1
相關(guān)知識 1
任務(wù) 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)基本工作原理分析 13
任務(wù)引導(dǎo) 13
任務(wù)實施 13
拓展知識 16
小結(jié) 22
習(xí)題 22
項目2 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的分析模型 26
相關(guān)知識引導(dǎo) 27
相關(guān)知識 29
任務(wù) 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)分析模型的建立 50
任務(wù)引導(dǎo) 50
任務(wù)實施 51
小結(jié) 56
習(xí)題 57
項目3 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)與時域分析 60
相關(guān)知識引導(dǎo) 61
相關(guān)知識 63
任務(wù) 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的性能分析與時域性能指標(biāo) 92
任務(wù)引導(dǎo) 92
任務(wù)相關(guān)知識 92
任務(wù)實施 95
小結(jié) 102
習(xí)題 103
項目4 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程調(diào)試 105
相關(guān)知識引導(dǎo) 106
相關(guān)知識 109
任務(wù) 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程調(diào)試 161
任務(wù)引導(dǎo) 161
任務(wù)實施 161
小結(jié) 166
習(xí)題 167
項目5 數(shù)控機床進給控制系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)試 170
相關(guān)知識 171
任務(wù) 數(shù)控機床進給控制系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)試 198
小結(jié) 199
習(xí)題 200
附錄 204
附錄A 伺服控制系統(tǒng)中常用角位移檢測元件 204
附錄B 自動控制系統(tǒng)的一般調(diào)試方法 207
附錄C 制定調(diào)試大綱的原則 208
參考文獻 209