本书围绕机械工程自动控制学科教学主线构建实验教学体系，包括基本认知实验、系统建模实验、系统分析实验、控制系统设计实验等，在现有实验设备基础上进行工作台位置控制实验、磁悬浮控制实验、模拟电路控制实验等物理实验的同时，开展计算机虚拟实验。
全书共7章，主要内容包括自动控制系统认知、自动控制系统的数学描述、线性系统的时域分析方法、线性系统的频域分析方法、线性系统的根轨迹分析方法、控制器设计实验、机器视觉实验等。
样章试读
目录
- 目录
第1章自动控制系统认知1
1.1引言1
1.2简易磁悬浮系统2
1.2.1磁悬浮系统的组成
1.2.2磁悬浮系统的工作原理2
1.3直流电动机控制系统3
1.3.1直流电动机控制系统的组成3
1.3.2直流电动机控制系统的工作原理4
1.4工作台位置控制系统4
14.1工作台位置控制系统的组成4
1.4.2工作台位置控制系统的工作原理4
1.5三自由度数控平台5
1.5.l三自由度数控平台的组成5
1.5.2三自由度数控平台的工作原理6
1.6球杆系统7
1.6.1球杆系统的组或8
1.6.2球杆系统的工作原理8
1.7平面倒立摆系统8
1.7.1平面倒立摆系统的组成8
1.7.2平面倒立摆系统的工作原理9
1.8基于视觉的自动分拣系统9
1.8.1系统的结构组成9
1.8.2系统的工作原理10
1.9虚拟实验基础MATLAB/Simulink12
1.9.1MATLAB的操作界面2
1.9.2MATLAB的帮助界面13
1.9.3MATLAB定义的常用特殊变量13
1.9.4MAILAB操作的注意事项13
1.9.5Simulink简介14
1.10思考题15
第2章自动控制系统的数学描述16
2.1引言16
2.2工作台位置控制系统建模16
2.3球-杆系统建模19
2.3.1控制对象的动力学方程19
2.3.2电气模型20
2.4简易磁悬浮系统建模21
2.4.1控制对象的动力学方程21
2.4.2系统的电磁力模型22
2.4.3电磁铁中控制电压和电流的模型23
2.4.4功率放大器模型24
2.4.5系统平衡的边界条件24
2.4.6系统方程的播述24
2.5虚拟实验/机械工程控制系统的数学模型25
2.5.1实验目的25
2.5.2实验内容23
2.6思考题27
第3章线性系统的时域分析方法28
3.1引言28
3.2典型环节的时域响应28
3.2.1比例环节(P)28
3.2.2积分环节(T)31
3.2.3比例积分环节(PI)33
3.2.4比例微分环节(PD)35
3.2.5比例积分微分环节(PID)37
3.2.6典型一阶系统(惯性环节)40
3.2.7典型二阶系统(振荡环节)42
3.2.8典型三阶系统45
3.3工作台位置控制系统的时域分析48
3.3.1工作台位置控制系统的脉冲响应48
3.3.2工作台位置控制系统的阶跃响应49
3.3.3工作台位置控制系统的斜坡响应50
3.4虚拟实验/机械工程控制系统的时域分析51
3.4.1实验目的51
3.4.2实验内容51
3.5思考题55
第4章线性系统的频域分析方法56
4.1引言56
4.2模拟电路的Bode图测量实验56
4.3工作台位置控制系统的正弦信号响应60
4.4虚拟实验/机械工程控制系统的频域分析62
4.4.1实验目的62
4.4.2实验内容62
4.5思考题66
第5章线性系统的根轨迹分析方法67
5.1引言67
5.2线性系统的根轨迹分析70
5.3虚拟实验/机械工程控制系统的根轨迹分析70
5.3.1实验目的70
5.3.2实验内容70
5.4思考题74
第6章控制器设计实验76
6.1引言76
6.2温度闭环控制系统设计实验76
6.2.1模拟PID湿度闭环控制系统框图78
6.2.2控制系统的模拟电路图78
6.2.3实验步骤79
6.3球-杆系统的PID控制实验81
6.3.1概述81
6.3.2球-杆系统的Р控制实验85
6.3.3球-杆系统的PD控制实验86
6.3.4球-杆系统的PID控制实验87
6.4球-杆系统的根轨迹控制实验88
6.4.1球-杆系统的根轨迹绘制88
6.4.2根轨迹校正89
6.4.3根轨迹校正实验92
6.5工作台位置的PID控制实验93
6.6虚拟实验/机械工程控制系统的设计与校正94
6.6.1实验目的94
6.6.2实验内容94
6.7思考题109
第7章机器视觉实验110
7.1引言110
7.2基于可变形定位技术在线包装检测110
7.2.1应用简介110
7.2.2实验原理110
7.2.3算法逻辑流程图112
7.2.4软硬件操作步骤112
7.3在线划痕检测125
7.3.1应用简介125
7.3.2实验原理129
7.3.3―算法逆辑流程图128
7.3.4软硬件操作步骤128
7.4在线印刷缺陷检测134
7.4.1应用简介134
7.4.2实验原理134
7.4.3算法逻辑流程图137
7.4.4软硬件操作步骤137
7.5二维码识别143
7.5.1应用简介143
7.5.2实验原理143
7.5.3算法逻辑流程图146
7.5.4软硬件操作146
参考文献148
附录—149
附录二149
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