現代機械工程自動控制

序
前言
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 機械工程的發展與控制理論的應用
1.3 控制系統應用舉例
1.3.1 工作台位置自動控制系統
1.3.2 磁懸浮系統
1.3.3 簡單機械手
1.4 機械自動控制系統的分類
習題
第2章 自動控制系統的驅動器與傳動裝置
2.1 概述
2.2 直流伺服電動機及其控制
2.2.1 直流伺服電動機的分類和特點
2.2.2 直流伺服電動機的控制特性
2.2.3 直流伺服電動機的驅動與控制
2.2.4 無刷直流伺服電動機
2.3 交流伺服電動機及其控制
2.3.1 概述
2.3.2 交流伺服電動機的控制特性
2.3.3 交流伺服電動機的使用
2.4 步進電動機及其控制
2.4.1 步進電動機的主要性能指標
2.4.2 步進電動機的控制特性
2.4.3 步進電動機的選擇與使用
2.5 特種電動機及其應用
2.5.1 力矩電動機
2.5.2 直線電動機
2.6 運動控制系統中的傳動機構
2.6.1 諧波齒輪傳動機構
2.6.2 滾珠絲杠和直線導軌
2.6.3 同步齒型帶和帶傳動機構
2.7 驅動系統設計
2.7.1 一般性設計原則
2.7.2 設計舉例
2.8 工程實例中的驅動及其傳動技術
習題
第3章 機械工程中的常用自動控制系統
3.1 概述
3.2 微控制系統
3.3 專用控制系統
3.4 計算機控制系統
3.4.1 通用工業控制計算機
3.4.2 數據采集卡及常用傳感器
3.4.3 其他類型工控機
3.5 運動控制卡
3.6 可編程自動化控制系統
3.7 工程實例中的控制系統設計
3.7.1 倒立振子／台車控制系統
3.7.2 簡單機械手
習題
第4章 現代機械工程系統數學模型的建立
4.1 自動控制系統的微分方程
4.2 自動控制系統的傳遞函數
4.3 控制系統的狀態空間描述
4.3.1 基本概念
4.3.2 自動控制系統的狀態空間表達式
4.4 狀態空間表達式的建立方法
4.4.1 建立狀態空間表達式的直接方法
4.4.2 由微分方程求狀態空間表達式
4.4.3 由系統傳遞函數寫出狀態空間表達式
4.5 從系統的狀態空間表達式求傳遞函數矩陣
4.5.1 傳遞函數矩陣的概念
4.5.2 由狀態空間表達式求傳遞函數矩陣
4.6 離散控制系統的數學模型
4.6.1 離散控制系統概述
……
第5章 機械工程自動化系統的時域分析
第6章 系統穩定性分析
第7章 現代機械自動控制系統設計
第8章 最優控制理論基礎
第9章 智能控制理論基礎
參考文獻
部分習題參考答案

裝各制造業是我國國民經濟中的重要基礎工業。機械裝各為各類產品的物化提供平台和載體，機械裝備的技術水平是衡量社會生產力水平的重要標志，機械科學、機械工程技術和機械工業的發展水平對經濟建設和社會發展的作用都至關重要。

目前，世界機械工業產值達到了總工業產值的1／3以上。我國制造業增加值在國內生產總值所佔的比重高達40％，我國財政收人的一半也來自制造業。隨著加人WTO，我國經濟越來越融入全球經濟體系，我國的制造業在世界制造業中的地位也越來越重要，並正從制造大國邁向制造強國。至少在21世紀的前20年，制造業將仍然是我國國民經濟增長的主要來源，因此需要大批綜合素質高、能力強的機械類專業人才。

另外，我國高等教育從精英型教育階段進入了大眾型教育階段，實現了高等教育歷史性的跨越式發展，技術的進步和社會的發展也對高等院校機械工程教育的人才培養提出了新的要求。

為此，中國科學院教材建設專家委員會和科學出版社組織我國機械工程領域的中國科學院院士、教育部教學指導委員會成員、教學名師以及經驗豐富的專家教授組成編委會，共同組織編寫了這套《中國科學院機械工程系列規劃教材》，以適應我國高等機械工程教育事業的發展．更好地實現機械工程類專業人才的培養目標。在規模上、素質上更好地滿足我國機械科學技術和機械工業發展的需要，為建設創新型國家作出貢獻。

本套教材主要有以下幾方面的特點︰

（1）適應多層次的需要。本套教材依據教育部相關教學指導委員會制定的最新專業規範和機械基礎課程最新的教學基本要求，同時吸取不同層次學校教師的意見，進行了教材內容的編排與優化，能夠滿足各類型高校學生的培養目標。

（2）結構體系完各。各門課程的知識點之間相互餃接，以便學生完整掌握學科基本概念、基本理論，了解學科整體發展趨勢。本套教材除主教材外，還配套有輔導書、多媒體課件、習題集及網絡課程等。

（3）作者經驗豐富。參加本套教材編寫的人員不少來自相關國家重點學科、國家機械教學基地的院校，有些還是國家級、省部級教學成果獎獲得者，是國家級、省級精品課程建設負責人以及相關院校的骨干教師代表。

（4）理論與實際相結合，加強實踐教學。在達到掌握基本理論、基本知識、基本技能的教學要求下，注重例題、設計實踐和實驗教學，著力于學生分析問題能力、創新能力和實際動手能力的培養。

另外，為了保證本套教材的質量，編委會聘請國內知名的幾地專家對教材進行了審定。

我們還將根據機械科學與工程學科發展的戰略要求，對本套教材不斷補充、更新，以保持本套教材的系統性、先進性和適用性。

我們熱忱歡迎全國同行以及關注機械科學與工程教育、教學及教材建設的廣大有識之士對我們的工作提出寶貴意見和建議，共同為我國機械工程教育的發展而努力。