机械工程控制基础 全国高等教育自学考试指导委员会 董霞

本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。 

机械工业出版社本书是全国高等教育自学考试指导委员会组编教材，是为适应自学考试机械电子工程（专升本）、机电一体化技术（专科）等专业的学生学习“机械工程控制基础”课程而修订和编写的。本次修编主要基于2012年版本，理论体系上仍然只保留了经典控制理论的内容，在阐明经典控制理论的基本概念、基本理论和基本方法的基础上，对全书内容进行了补充、修改和润色。本书主要内容包括绪论、拉普拉斯变换的数学方法、控制系统的数学模型、控制系统的时域（主要是瞬态响应与系统误差）分析、控制系统的频率特性、控制系统的稳定性以及控制系统的校正与设计。本书除绪论外，在各章给出了基于MATLAB应用的例题。每章后都附有自学指导、复习思考题和精选的习题。书末附有MATLAB应用的基础知识和部分习题参考答案。
本书适合作为自学考试机械电子工程（专升本）、机电一体化技术（专科）等专业“机械工程控制基础”课程教材，也可作为普通高等教育机电一体化、机械电子工程、机械设计制造及自动化等专业相关课程教材，还可供工程技术人员参考。

高等院校教师

目录
组编前言
主要符号一览表
机械工程控制基础自学考试大纲
大纲前言
Ⅰ课程性质与课程目标3
Ⅱ考核目标4
Ⅲ课程内容与考核要求4
Ⅳ关于大纲的说明与考核实施要求17
附录题型举例18
大纲后记21
机械工程控制基础
编者的话23
第1章绪论25
11控制理论的发展简史25
12机械工程控制论的研究对象27
13控制系统的基本概念28
14机械工程控制的应用实例33
15本课程特点及内容简介36
自学指导36
复习思考题36
习题36
第2章拉普拉斯变换的数学方法39
21复数和复变函数39
22拉普拉斯变换与拉普拉斯反变换的
定义41
23典型时间函数的拉普拉斯变换42
24拉普拉斯变换的性质46
25拉普拉斯反变换的数学方法53
26用拉普拉斯变换解常微分方程60
自学指导63
复习思考题63
习题64
第3章控制系统的数学模型66
31概述66
32系统微分方程的建立68
33传递函数76
34系统框图86
35机、电系统的传递函数95
自学指导105
复习思考题105
习题105
第4章控制系统的时域分析109
41时间响应109
42一阶系统的时间响应112
43二阶系统的时间响应114
44高阶系统的时间响应118
45瞬态响应的性能指标121
46系统误差分析130
自学指导138
复习思考题138
习题138
第5章控制系统的频率特性141
51系统的频率响应与频率特性141
52频率特性的对数坐标图148
53频率特性的极坐标图161
54最小相位系统及其辨识171
55开环频率特性与系统时域性能的
关系175
56闭环频率特性与频域性能指标176
自学指导180
复习思考题181
习题181
第6章控制系统的稳定性184
61稳定性184
62劳斯赫尔维茨判据187
63奈奎斯特判据193
64系统的相对稳定性206
65根轨迹法211
自学指导228
复习思考题229
习题229
第7章控制系统的校正与设计233
71控制系统的性能指标与校正方式233
72串联校正236
73并联校正250
74PID校正器的设计255
自学指导264
复习思考题264
习题264
附录267
附录AMATLAB应用的基础知识267
A1如何应用MATLAB269
A2线性系统的数学模型270
A3有关计算与系统分析274
A4绘图280
A5本书所用MATLAB命令282
附录B部分习题参考答案282
参考文献300
后记301
机械工程控制基础目录

21世纪是一个变幻难测的世纪，是一个催人奋进的时代，科学技术飞速发展，知识更替日新月异。希望、困惑、机遇、挑战，随时随地都有可能出现在每一个社会成员的生活之中。抓住机遇，寻求发展，迎接挑战，适应变化的制胜法宝就是学习——依靠自己学习，终生学习。
作为我国高等教育组成部分的自学考试，其职责就是在高等教育这个水平上倡导自学、鼓励自学、帮助自学、推动自学，为每一个自学者铺就成才之路。组织编写供读者学习的教材就是履行这个职责的重要环节。毫无疑问，这种教材应当适合自学，应当有利于学习者掌握和了解新知识、新信息，有利于学习者增强创新意识、培养实践能力、形成自学能力，也有利于学习者学以致用、解决实际工作中所遇到的问题。具有如此特点的书，我们虽然沿用了“教材”这个概念，但它与那种仅供教师讲、学生听，教师不讲、学生不懂，以“教”为中心的教科书相比，已经在内容安排、编写体例、行文风格等方面都大不相同了。希望读者对此有所了解，以便从一开始就树立起依靠自己学习的坚定信念，不断探索适合自己的学习方法，充分利用自己已有的知识基础和实际工作经验，最大限度地发挥自己的潜能，达到学习的目标。
欢迎读者提出意见和建议。
祝每一位读者自学成功。