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| 內容簡介： |
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本书是机械设计制造及其自动化、机器人工程和智能制造工程专业教材。全书共分为12 章：第1 章自动控制系统基本概念，第2 章数学建模，第3 章时域分析，第4 章频域分析，第5 章稳定性分析及稳态误差，第6 章测试技术概述，第7 章信号分类及其描述，第8 章测试系统的特性，第9 章常用传感器，第10 章信号调理与处理，第11 章信号数字化处理，第12 章综合实例分析。每章后附有习题。每章根据内容融入思政小课堂的环节，强化应用创新能力，关注教学创新。本书将“控制工程基础”和“机械工程测试技术”两门课程的内容相结合，淡化经典测控技术与现代测控技术的界限，重点阐述机械工程共性问题，配合启发式和案例式的教学方式，培养学生理论联系实践及创新的能力。本书主要突出方法论，重视测控技术在滤波器设计、频谱分析和信号数据处理等实际工程中的应用。
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| 目錄：
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目 录
上 篇
第1章 自动控制系统基本概念1
1.1 自动控制理论简述1
1.2 自动控制基本概念1
1.2.1 自动控制系统工作原理2
1.2.2 自动控制系统举例4
1.3 自动控制系统的组成7
1.4 控制系统的基本控制方式8
1.4.1 开环控制方式8
1.4.2 闭环控制方式8
1.4.3 复合控制方式9
1.4.4 开环控制系统与闭环控制系统的比较10
1.5 自动控制系统的分类10
1.6 对控制系统的基本要求12
1.7 控制理论的发展12
习题14
第2章 数学建模17
2.1 微分方程的建立17
2.1.1 机械系统举例17
2.1.2 电气系统举例19
2.2 拉普拉斯变换20
2.2.1 拉普拉斯变换的定义20
2.2.2 典型函数的拉氏变换21
2.2.3 拉氏变换的主要定理24
2.3 拉氏反变换26
2.3.1 部分分式展开法27
2.3.2 应用拉氏变换解线性微分方程30
2.4 傅里叶变换31
2.5 传递函数33
2.5.1 传递函数的定义及一般表达式33
2.5.2 传递函数的性质34
2.6 系统方框图35
2.6.1 系统方框图的基本概念35
2.6.2 绘制系统方框图36
2.6.3 系统方框图的等效变换39
2.7 控制系统的传递函数43
2.7.1 闭环系统的开环传递函数44
2.7.2 系统的闭环传递函数44
2.7.3 系统的总输出45
习题46
第3章 时域分析51
3.1 线性系统及其主要性质51
3.1.1 线性系统的定义51
3.1.2 线性系统的主要性质51
3.1.3 典型输入信号52
3.2 一阶系统的时间响应53
3.2.1 一阶系统的单位阶跃响应53
3.2.2 一阶系统的单位速度响应55
3.2.3 一阶系统的单位脉冲响应55
3.2.4 线性定常系统时间响应的性质56
3.3 二阶系统的时间响应56
3.3.1 二阶系统几种不同的状态57
3.3.2 二阶系统在单位阶跃信号作用下的响应特点58
3.3.3 二阶系统在单位脉冲信号作用下的响应特点61
3.3.4 二阶系统在单位速度信号作用下的响应特点62
3.4 二阶系统的时间响应性能指标63
3.4.1 评价系统快速性的性能指标63
3.4.2 评价系统平稳性的性能指标66
3.5 高阶系统的时间响应69
3.5.1 高阶系统的单位阶跃响应69
3.5.2 系统零、极点分布对时域响应的影响70
习题71
第4章 频域分析75
4.1 频率响应函数75
4.1.1 线性系统的正弦稳态响应和频率特性75
4.1.2 频率特性与传递函数的关系76
4.1.3 频率特性的表示方式77
4.2 典型环节的传递函数和频率特性81
4.2.1 典型环节的传递函数81
4.2.2 典型环节的频率特性86
4.3 系统开环频率特性98
4.3.1 开环对数频率特性99
4.3.2 开环幅相图103
4.3.3 最小相位系统和非最小相位系统106
习题108
第5章 稳定性分析及稳态误差110
5.1 稳定性概念110
5.2 时域中的稳定性条件111
5.3 劳斯判据113
5.4 奈奎斯特稳定判据117
5.4.1 开环极点与闭环极点118
5.4.2 幅角原理和奈奎斯特判据119
5.4.3 奈奎斯特判据应用于Ⅰ型系统和Ⅱ型系统122
5.4.4 相对稳定性和稳定裕量126
5.5 稳态误差130
5.5.1 控制系统的误差130
5.5.2 输入作用下的稳态误差132
5.5.3 静态误差系数137
习题140
中 篇
第6章 测试技术概述144
6.1 测试的基本概念144
6.2 测试技术的任务144
6.3 测试技术的主要内容145
6.4 测试系统的组成145
6.5 测试技术的发展146
第7章 信号分类及其描述148
7.1 信号的分类与描述方法148
7.1.1 信号的分类148
7.1.2 信号的描述方法153
7.2 周期信号的频域描述153
7.2.1 周期信号的三角函数展开式153
7.2.2 周期信号的复指数展开式156
7.3 非周期信号的频域描述158
7.3.1 傅里叶变换与瞬变信号的频谱159
7.3.2 傅里叶变换的主要性质161
7.4 几种典型信号的频谱164
7.4.1 单位脉冲函数（ 函数）的频谱164
7.4.2 矩形窗函数和常值函数的频谱167
7.4.3 单边指数函数的频谱167
7.4.4 正弦、余弦函数的频谱168
7.4.5 周期单位脉冲序列函数的频谱168
习题169
第8章 测试系统的特性172
8.1 对测试系统的基本要求172
8.2 测试系统的静态特性173
8.2.1 非线性度173
8.2.2 灵敏度174
8.2.3 分辨力174
8.2.4 回程误差175
8.2.5 漂移175
8.3 测试系统的动态特性176
8.3.1 传递函数176
8.3.2 频率响应函数176
8.3.3 脉冲响应函数179
8.4 环节的串联和并联179
8.5 一阶和二阶系统的动态特性180
8.5.1 一阶系统的动态特性180
8.5.2 二阶系统的动态特性183
8.6 测试系统在典型输入下的响应186
8.6.1 测试系统在单位阶跃信号输入下的响应187
8.6.2 测试系统在单位正弦信号输入下的响应188
8.7 实现不失真测试的条件188
8.8 测试系统特性参数的测定190
8.8.1 测试系统静态特性参数的测定190
8.8.2 测试系统动态特性参数的测定192
习题194
第9章 常用传感器196
9.1 传感器概述196
9.1.1 传感器的定义与组成196
9.1.2 传感器的分类196
9.1.3 传感器的发展趋势198
9.2 电阻式传感器199
9.2.1 电位器式传感器199
9.2.2 电阻应变式传感器201
9.2.3 压阻式传感器204
9.3 电感式传感器205
9.3.1 自感式传感器205
9.3.2 差动变压器208
9.3.3 电涡流传感器210
9.4 电容式传感器212
9.4.1 电容式传感器的工作原理及分类212
9.4.2 电容式传感器的特点214
9.4.3 电容式传感器的应用举例216
9.5 压电式传感器217
9.5.1 压电效应与压电材料217
9.5.2 压电式传感器及其等效电路218
9.5.3 压电元件常用的结构形式219
9.5.4 压电式传感器的特点及应用220
9.6 磁电式传感器220
9.6.1 磁电感应传感器220
9.6.2 霍尔式传感器222
9.7 光电式传感器223
9.7.1 光电效应及光电器件223
9.7.2 光电式传感器的应用225
9.8 传感器的选用227
9.8.1 传感器的主要技术指标227
9.8.2 传感器的选用原则228
习题229
第10章 信号调理与处理231
10.1 电桥231
10.1.1 直流电桥231
10.1.2 交流电桥234
10.2 调制与解调235
10.2.1 幅值调制236
10.2.2 幅值调制信号的解调238
10.2.3 调制与解调的应用242
10.3 滤波器243
10.3.1 滤波器的分类243
10.3.2 理想滤波器的频率特性244
10.3.3 实际滤波器及其参数245
10.3.4 RC滤波器247
习题250
第11章 信号数字化处理253
11.1 信号数字化处理基本步骤253
11.2 信号数字化过程中出现的问题254
11.2.1 时域采样、混叠和采样定理254
11.2.2 量化和量化误差256
11.2.3 截断、泄漏和窗函数256
11.3 相关分析及应用258
11.3.1 相关系数258
11.3.2 自相关分析259
11.3.3 互相关分析264
习题270
下 篇
第12章 综合实例分析272
12.1 机电系统简述272
12.2 检测技术分析实例272
12.2.1 信号仿真、采集与分析处理272
12.2.2 对基于计算机的声信号的采集与分析273
12.2.3 机械运行数据分析与处理273
12.3 控制技术分析实例273
12.3.1 带钢卷取跑偏电液伺服控制系统274
12.3.2 电压-转角机电伺服控制系统281
12.4 智能检测与控制技术287
12.4.1 低通滤波器的设计287
12.4.2 频谱分析288
12.4.3 股票预测292
12.4.4 减震器设计295
参考文献303
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