自动控制技术与工程应用
- 《自动控制技术与工程应用》是2013年清华大学出版社出版的图书，作者是张洪润 / 金伟萍 / 关怀。
-
选择特殊符号
选择搜索类型
请输入搜索
本书根据现代高等院校通识(公选)课程及实用自动控制技术教学大纲的要求而编写。是一本体现机电一
体化的综合性的技术教程。其特点在于实用，并兼顾必要的基础。读者用本书所介绍的原理和方法，可帮助解
决现代生产和科技中的许多实际问题。
全书较详细地介绍各种传感器的结构原理、优缺点与使用技巧，各种参数(力、热、声、光、电)的检测，
自动控制系统的基本类型、PID 调节器最佳校正方法及有关参数计算，51 单片机及应用，计算机及各类仪器仪
表、工业设备间的接口技术，显示(数字式、屏幕式)、记录(描笔式、光线式)、开关(半导体可控硅式、继
电接触器式)和电机等执行机构的选择及使用，科研课题(工程项目)调研、立项、安装、调试、考核、验收
等内容。书中还配有相应的例题、习题和习题参考答案。
本书可作为高等院校通识(公选)课程教材，也可作为科学研究人员、工程技术人员、维护修理人员以及
大专院校师生及爱好者的参考用书。
第 1章 自动控制技术概述
1.1 引言............................................................................................................................................ 1
1.2 高技术和新技术基本特征......................................................................................................... 1
1.3 实用自动控制特点及内容......................................................................................................... 4
1.3.1 特点................................................................................................................................. 4
1.3.2 内容................................................................................................................................. 4
1.4 习题............................................................................................................................................ 8
第2 章 传感器的结构原理
2.1 传感器概述................................................................................................................................ 9
2.1.1 传感器概念...................................................................................................................... 9
2.1.2 传感器的应用.................................................................................................................. 9
2.2 电阻式传感器........................................................................................................................... 10
2.2.1 原理............................................................................................................................... 10
2.2.2 结构类型........................................................................................................................ 11
2.3 电感式传感器........................................................................................................................... 14
2.3.1 原理............................................................................................................................... 15
2.3.2 电感式传感器的主要形式............................................................................................ 15
2.4 电容式传感器........................................................................................................................... 18
2.4.1 原理............................................................................................................................... 18
2.4.2 结构类型........................................................................................................................ 18
2.4.3 电容式传感器的优缺点................................................................................................ 20
2.5 光电式传感器........................................................................................................................... 20
2.5.1 光电元件........................................................................................................................ 20
2.5.2 光电传感器的应用实例................................................................................................ 24
2.6 光纤传感器............................................................................................................................... 26
2.6.1 工作原理........................................................................................................................ 26
2.6.2 结构类型........................................................................................................................ 28
2.7 霍尔传感器............................................................................................................................... 31
2.7.1 原理............................................................................................................................... 31
2.7.2 霍尔元件的基本结构.................................................................................................... 33
2.7.3 霍尔元件的使用方法.................................................................................................... 33
2.8 温度传感器............................................................................................................................... 34
2.8.1 热电偶测温原理............................................................................................................ 36
2.8.2 热电偶结构.................................................................................................................... 36
2.8.3 热电偶的使用................................................................................................................ 37
2.8.4 热电偶的补偿导线........................................................................................................ 38
2.8.5 热电偶使用注意事项.................................................................................................... 40
2.8.6 热电偶故障及其修复方法............................................................................................ 41
2.8.7 热敏电阻温度传感器性能参数.................................................................................... 41
2.8.8 集成温度传感器............................................................................................................ 42
2.9 气体传感器............................................................................................................................... 43
2.9.1 半导体气体传感器结构................................................................................................ 43
2.9.2 应用举例........................................................................................................................ 44
2.10 磁性传感器............................................................................................................................. 46
2.10.1 压磁式传感器.............................................................................................................. 46
2.10.2 磁电式传感器.............................................................................................................. 49
2.11 其他形式传感器..................................................................................................................... 52
2.11.1 涡流传感器.................................................................................................................. 53
2.11.2 压电式传感器.............................................................................................................. 55
2.11.3 振弦式传感器.............................................................................................................. 57
2.11.4 湿度传感器.................................................................................................................. 58
2.11.5 等强度应变梁传感器.................................................................................................. 62
2.11.6 商业电子秤用传感器.................................................................................................. 65
2.12 传感器的现状及存在问题..................................................................................................... 67
2.13 习题........................................................................................................................................ 72
第3 章 参数检测
3.1 力参数检测............................................................................................................................... 73
3.1.1 扭转力矩检测................................................................................................................ 73
3.1.2 压（拉）力检测............................................................................................................ 83
3.1.3 张力检测........................................................................................................................ 86
3.1.4 应力检测........................................................................................................................ 88
3.2 热参数检测............................................................................................................................... 94
3.2.1 热敏电阻检测法............................................................................................................ 94
3.2.2 热电偶检测法................................................................................................................ 96
3.3 声参数检测............................................................................................................................... 97
3.3.1 声强测定原理................................................................................................................ 98
3.3.2 测定方法........................................................................................................................ 99
3.4 光参数检测............................................................................................................................. 100
3.4.1 测定原理...................................................................................................................... 100
3.4.2 检测方法...................................................................................................................... 101
3.5 电参数检测............................................................................................................................. 103
3.5.1 直流电流和直流电压的检测...................................................................................... 103
3.5.2 直流电功率检测.......................................................................................................... 106
3.5.3 交流电流和交流电压的检测...................................................................................... 107
3.5.4 交流电功率检测.......................................................................................................... 107
3.5.5 电参数测量注意事项.................................................................................................. 109
3.6 习题........................................................................................................................................ 110
第4 章 自动控制理论基础
4.1 系统动态过程分析基础......................................................................................................... 112
4.1.1 过渡过程及微分方程算子法...................................................................................... 112
4.1.2 结构图及传递函数...................................................................................................... 117
4.1.3 电路的导纳阻抗及传递函数表示方法...................................................................... 122
4.2 常用控制系统的基本类型..................................................................................................... 126
4.2.1 单回路系统.................................................................................................................. 126
4.2.2 多回路系统.................................................................................................................. 126
4.2.3 串级系统...................................................................................................................... 127
4.2.4 比值系统...................................................................................................................... 128
4.2.5 复合系统...................................................................................................................... 129
4.3 自动控制系统典型环节......................................................................................................... 130
4.3.1 惯性环节...................................................................................................................... 130
4.3.2 比例环节...................................................................................................................... 131
4.3.3 积分环节...................................................................................................................... 132
4.3.4 滞后环节...................................................................................................................... 134
4.3.5 振荡环节...................................................................................................................... 135
4.3.6 微分环节...................................................................................................................... 136
4.4 PID 调节器.............................................................................................................................. 137
4.4.1 比例（P）调节器........................................................................................................ 139
4.4.2 积分（I）调节器......................................................................................................... 140
4.4.3 微分（D）调节器....................................................................................................... 141
4.4.4 比例积分（PI）调节器............................................................................................... 141
4.4.5 比例微分（PD）调节器............................................................................................. 144
4.4.6 比例积分微分（PID）调节器.................................................................................... 146
4.4.7 反馈网路带有电位计的调节器及惯性环节.............................................................. 151
4.5 最佳控制系统的标准及校正方法......................................................................................... 157
4.5.1 评价系统的主要指标.................................................................................................. 157
4.5.2 二阶闭环调节系统的最佳标准.................................................................................. 158
4.5.3 三阶闭环调节系统的最佳标准.................................................................................. 159
4.5.4 二阶或三阶最佳标准应用举例.................................................................................. 161
4.5.5 校正方法...................................................................................................................... 171
4.6 控制系统常用参数（公式）图表及符号说明..................................................................... 173
4.6.1 调节器的二阶最佳与三阶最佳比较.......................................................................... 173
4.6.2 电气传动常用调节对象的计算.................................................................................. 174
4.6.3 常用电气网路的复数阻抗.......................................................................................... 178
4.6.4 常用电子调节器的线路及特性.................................................................................. 180
4.6.5 符号说明...................................................................................................................... 183
4.7 习题........................................................................................................................................ 184
第5 章 计算机控制
5.1 结构特性................................................................................................................................ 189
5.2 指令功能................................................................................................................................ 193
5.2.1 指令符号的意义.......................................................................................................... 193
5.2.2 指令及地址.................................................................................................................. 194
5.3 应用举例................................................................................................................................ 203
5.3.1 工业顺序控制.............................................................................................................. 204
5.3.2 步进电机控制.............................................................................................................. 207
5.3.3 警报音变控制.............................................................................................................. 208
5.3.4 彩灯花样控制.............................................................................................................. 209
5.3.5 用单片机控制测量系统.............................................................................................. 210
5.4 习题........................................................................................................................................ 212
第6 章 接口技术
6.1 电平变换接口......................................................................................................................... 213
6.2 各类半导体器件间的接口..................................................................................................... 215
6.2.1 晶体管驱动TTL 电路的接口..................................................................................... 215
6.2.2 运算放大器与CMOS电路间的接口......................................................................... 216
6.2.3 CMOS 与TTL 的接口................................................................................................. 216
6.2.4 光敏器件同TTL 匹配的接口..................................................................................... 217
6.3 工业电气设备及大负载与低压半导体器件的接口............................................................. 217
6.3.1 工业电气设备与低压半导体器件的接口.................................................................. 218
6.3.2 大负载与低压半导体的接口...................................................................................... 218
6.4 阻抗匹配及负荷计算............................................................................................................. 220
6.4.1 阻抗匹配实例.............................................................................................................. 220
6.4.2 负荷计算...................................................................................................................... 223
6.5 D/A（数/模）转换及接口..................................................................................................... 224
6.5.1 D/A（数/模）转换原理.............................................................................................. 224
6.5.2 D/A（数/模）转换器及接口...................................................................................... 225
6.6 A/D（模/数）转换及接口..................................................................................................... 226
6.6.1 双积分A/D（模/数）转换原理................................................................................. 226
6.6.2 双积分A/D（模/数）转换器及接口......................................................................... 227
6.7 微机键盘、显示及通讯接口................................................................................................. 228
6.7.1 键盘接口...................................................................................................................... 228
6.7.2 显示器接口.................................................................................................................. 232
6.7.3 通讯接口...................................................................................................................... 233
6.8 习题........................................................................................................................................ 235
第7 章 执行机构
7.1 显示执行机构......................................................................................................................... 236
7.1.1 数字式.......................................................................................................................... 236
7.1.2 屏幕式.......................................................................................................................... 240
7.2 记录执行机构......................................................................................................................... 241
7.2.1 描笔式记录仪.............................................................................................................. 241
7.2.2 自动平衡记录器.......................................................................................................... 244
7.2.3 x-y 记录器.................................................................................................................... 245
7.2.4 光线示波器.................................................................................................................. 245
7.2.5 各种记录器的性能比较.............................................................................................. 247
7.3 电机执行机构......................................................................................................................... 248
7.3.1 电机的结构及使用...................................................................................................... 248
7.3.2 电机的选择.................................................................................................................. 251
7.3.3 电机容量计算.............................................................................................................. 255
7.4 开关执行机构......................................................................................................................... 257
7.4.1 接触器.......................................................................................................................... 257
7.4.2 继电器.......................................................................................................................... 260
7.4.3 半导体开关及机械开关.............................................................................................. 263
7.5 习题........................................................................................................................................ 266
第8 章 整机系统分析
8.1 整机系统设计......................................................................................................................... 267
8.1.1 整机系统设计方法...................................................................................................... 268
8.1.2 整机系统设计步骤...................................................................................................... 270
8.2 整机系统安装......................................................................................................................... 270
8.2.1 老化筛选...................................................................................................................... 270
8.2.2 结构布局...................................................................................................................... 271
8.2.3 部件安装...................................................................................................................... 271
8.2.4 整机连接...................................................................................................................... 274
8.3 整机系统调试和测量............................................................................................................. 276
8.3.1 调试过程中的测量...................................................................................................... 277
8.3.2 整机系统的调试.......................................................................................................... 283
8.4 整机系统考核......................................................................................................................... 290
8.5 习题........................................................................................................................................ 291
附录 A 习题参考答案....................................................................................................... 293
附录B 几种MCS-51单片机与其他器件的连接线路图.................................................... 296
参考文献............................................................................................................................. 301
2100433B
本书根据现代高等院校通识（公选）课程及实用自动控制技术教学大纲的要求而编写。是一本体现机电一
体化的综合性的技术教程。其特点在于实用，并兼顾必要的基础。读者用本书所介绍的原理和方法，可帮助解
决现代生产和科技中的许多实际问题。
全书较详细地介绍各种传感器的结构原理、优缺点与使用技巧，各种参数（力、热、声、光、电）的检测，
自动控制系统的基本类型、PID 调节器最佳校正方法及有关参数计算，51 单片机及应用，计算机及各类仪器仪
表、工业设备间的接口技术，显示（数字式、屏幕式）、记录（描笔式、光线式）、开关（半导体可控硅式、继
电接触器式）和电机等执行机构的选择及使用，科研课题（工程项目）调研、立项、安装、调试、考核、验收
等内容。书中还配有相应的例题、习题和习题参考答案。
本书可作为高等院校通识（公选）课程教材，也可作为科学研究人员、工程技术人员、维护修理人员以及
大专院校师生及爱好者的参考用书。
哦 是吗？ 你不会是正大软件的吧 哎 我们都遭正大的害了，我也在找啊.. 哎... 苦啊`... 你QQ是好多哦？ 问题补充出来看哈也~``
《电气控制与PLC综合应用技术》根据高职高专教学改革的精神，紧密结合当前社会对机电类人才技能结构的要求，以国内目前使用最多的西门子S7-200系列小型PLC为主要对象，详细介绍了PLC、触摸屏和变频器...
被动控制是一种不需要外部能源的减震控制技术，一般是在结构的某个部位附加一个子系统，或对结构自身的某些构件做构造上的处理以成交结构体系的动力特性。被动控制因其构造简单、造价低、易于维护且无需外部能源支持...
自动控制技术在纺织空调中的应用
自动控制技术在纺织空调中的应用
目前我国纺织空调技术仍采用人工调节为主,管理上比较落后,在空调节能挖潜方面的任务仍很艰巨。介绍了自动控制技术在纺织空调系统中的应用。
PLC自动控制技术变频器的特点
PLC自动控制技术变频器的特点
主要总结了PLC尤自动控制的特点及实现过程,并介绍了设备选型和实现措施,以期对未来的变频技术发展有所贡献。
《自动控制技术应用丛书·触摸屏工程应用》重点介绍西门子、罗克韦尔、施奈德、欧姆龙、富士、三菱、EVIEW、PROFACE、LS、HITECH最常见的10种触摸屏产品的技术特点、组态软件、扩展与外设、工程应用案例等，使读者能够快速掌握各类触摸屏的应用技巧和选型规律，可作为参考手册和用户指南书籍。
第1章自动控制的基本概念
1.1自动控制简况
1.2开环控制与闭环控制
1.3控制系统的组成及性能要求
1.4控制系统示例
第2章系统的传递函数与方块图
2.1系统的微分方程
2.2开环系统的传递函数
2.3闭环系统的传递函数
2.4传递函数与方块图示例
第3章时域分析法
3.1系统的稳定性
3.2一阶系统的阶跃响应
3.3二阶系统的阶跃响应
3.4高阶系统的阶跃响应
3.5系统动态特性示例
3.6系统稳态误差的概念
3.7系统稳态误差的计算
第4章频率特性法
4.1频率特性的概念
4.2典型环节的对数频率特性
4.3开环系统对数频率特性曲线的绘制
4.4对数奈氏稳定判据与相对稳定性
4.5频域性能指标
第5章PID控制
5.1PⅢ控制规律及实现装置
5.2二阶工程设计法
5.3三阶工程设计法
5.4按期望对数幅频特性进行串联校正的设计
5.5按期望对数幅频特性进行并联校正的设计
5.6电力拖动系统控制
5.7水泥生料质量控制
第6章控制系统的基本元件
6.1控制元件的作用
6.2测量元件（传感器）
6.3功率放大元件
6.4执行元件
第7章状态空间法
7.1矩阵代数
7.2状态空间法的基本概念
7.3状态方程与输出方程的建立
7.4系统状态的运动
7.5系统的能控性与能观测性
7.6状态反馈控制
7.7极点配置法
7.8倒立摆系统的设计
7.9二次型最优法
7.10导弹制导规律的确定
7.11电液位置控制系统
第8章计算机控制的基础理论
8.1计算机控制系统概述
8.2计算机控制系统结构
8.3信号的采样与复现
8.4Z变换
8.5脉冲传递函数
8.6闭环采样系统的阶跃响应
8.7离散系统的稳定性与稳态误差
8.8离散系统的状态空间描述
8.9离散系统的能控性与能观测性
第9章计算机控制的设计与实现
9.1数字控制器的模拟化设计
9.2数字肿控制器设计
9.3离散状态反馈设计
9.4数字控制器算法编排实现
9.5采样周期的确定
9.6温度控制系统的设计
9.7位置伺服控制系统的设计
9.8天线抛物面控制系统的设计
9.9退火炉温鏖控制
9.10锅炉工艺参数控制
附录思考、回答与讨论
参考文献
本书系统地介绍了制冷与空调自动控制技术的基本理论和技能要求，主要内容包括：自动控制原理基础知识，制冷、空调系统参数检测和调节仪表，自动调节执行机构，制冷系统的自控，制冷机组的自动控制，制冷、空调系统的自动控制与自动调节，制冷、空调系统的计算机控制，制冷、空调系统自控部件的安装、调试与运行等方面的基本知识。
每章后附有思考与练习。同时，结合制冷与空调自动控制技术理论知识，编写了实训课题，以便学生学习和掌握制冷、空调自动控制技术的基本技能。
本书适合作为高等职业技术学院教学用书，也可作为制冷、空调自动化技术人员和有关专业人员的工作和学习参考用书。
自动控制技术应用丛书·触摸屏工程应用内容简介