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绪论 1

第一章 自动控制系统的构造方法 3

第一节　物体运动控制系统（电气控制线路）的设计方法 4

一、功能添加法 4

二、步进逻辑公式法 8

三、步进逻辑公式法应用举例 11

四、最少程序步判别定理及其应用举例 23

第二节　恒值控制系统的形成方法 26

一、系统的抑制能力 28

二、抑制定理与反馈定理 31

三、恒值控制系统设计方法应用举例 32

第三节　智能控制系统设计简介 40

一、智能控制的基本概念及控制系统结构 40

二、模糊控制系统的基本原理 42

三、模糊控制器的基本设计方法 51

四、神经网络的基本概念 59

五、神经网络的结构和学习规则 61

六、神经网络控制的基本原理 64

七、基于神经网络的智能控制 65

习题 67

第二章 闭环控制的直流调速系统及计算机仿真 69

第一节　开环调速控制系统的构造过程及其静特性 69

一、开环调速控制系统的动、静态结构图 69

二、晶闸管-电动机系统的特殊问题 73

第二节　单闭环调速控制系统的动、静态分析与设计 75

一、生产工艺要求与控制系统转速降之间的关系 75

二、单闭环调速控制系统的抗干扰能力 76

三、单闭环调速控制系统的限流保护方法 78

四、控制系统的稳定条件及校正 79

五、系统的稳态参数计算（静态参数计算） 80

第三节 电压负反馈电流补偿控制的调速系统 81

一、电压负反馈调速控制系统 81

二、电流正反馈和补偿控制规律 83

三、电流补偿控制调速系统的数学模型和稳定条件 85

第四节　Simulink建模与仿真技术 87

一、计算机仿真技术的基础知识及Simulink使用入门 87

二、仿真参数设置及仿真速度的控制方法 101

三、子系统的生成及其封装技术 106

四、多组参数同时仿真技术 124

第五节　PID调节器控制规律分析 127

一、比例调节器的时域表达式和控制规律 128

二、积分调节器的时域表达式和控制规律 130

三、比例、积分调节器的时域表达式和控制规律 131

四、微分调节器的时域表达式和控制规律 132

五、比例、微分调节器的时域表达式和控制规律 133

六、PID调节器的时域表达式和控制规律 136

习题 137

第三章 多闭环控制系统的构造及PROFIBUS网络组态 140

第一节　转速、电流双闭环调速控制系统及其静特性 140

一、问题的提出及构造过程 140

二、稳态结构图及静特性 145

一、动态数学模型 147

二、突加给定时的起动过程仿真分析 147

第二节 双闭环调速控制系统的动态性能及其仿真 147

三、动态性能和两个调节器的作用 150

四、调节器的设计及存在的问题 152

第三节 无转速超调的双闭环调速控制系统 153

一、瞬间降低转速给定电压U？ 153

二、自动提高转速反馈电压Un 154

一、带电流变化率内环的三环调速系统 155

第四节 多闭环调速控制系统的构造过程及性能分析 155

二、全状态反馈调速控制系统（准全状态反馈） 156

三、带能耗制动单元的全状态反馈调速控制系统 157

四、闭环数目的限制与带预控制调节器的闭环系统 158

第五节　弱磁控制的直流调速控制系统 160

一、问题的提出及解决原则 160

二、弱磁控制直流调速系统的构造过程 161

一、网络通信概述 164

第六节　PROFIBUS通信和网络组态 164

二、PROFIBUS网络通信概述 168

三、PROFIBUS-DP的主要特点 171

四、PROFIBUS协议专用集成电路及接口电路 174

五、PROFIBUS-DP网络组态过程及数据传输命令 176

六、PROFIBUS-DP网络常见通信故障的处理 182

习题 183

第四章　可逆调速控制系统及全数字调速控制器 186

第一节 晶闸管-电动机系统的可逆线路及回馈制动 186

一、可逆运行理论分析 186

二、晶闸管-电动机系统四个象限运行方法 187

三、晶闸管-电动机系统回馈制动条件 188

第二节 可逆线路中的环流及其抑制措施 189

一、环流及其种类 189

二、典型配合控制 190

三、瞬时脉动环流及其抑制措施 191

一、典型配合控制系统的组成分析 192

第三节　有环流可逆调速控制系统及系统仿真 192

二、典型配合控制系统的制动过程分析 194

三、典型配合控制系统的仿真波形及应用场合 197

四、环流自控可逆调速控制系统 199

第四节 无环流可逆调速系统及系统仿真 201

一、问题的提出 201

二、逻辑控制装置的设计过程 202

三、逻辑控制无环流可逆系统的仿真波形 208

一、脉宽调制主电路的形成过程 212

第五节　直流脉宽调速控制系统及控制电路仿真 212

二、脉宽调制变换器的工作原理及构造过程 214

三、脉宽调制变换器的机械特性及数学模型 222

四、脉宽调速系统的控制电路 224

五、脉宽调速系统的特殊问题 230

第六节 全数字直流调速器的结构及控制系统软件组态 231

一、全数字直流调速器性能概述 232

二、全数字直流调速器的外围接线与内部结构 234

三、全数字直流调速器控制系统组态方法 239

四、全数字直流调速器参数设置过程及优化方法 241

五、直流调速器常见故障的维修方法及实例 244

习题 246

第五章　系统的人机界面设计及触摸屏使用方法 249

第一节　人机界面研究的内容及常用认知心理学知识 250

一、人机界面的定义及研究的主要内容 250

二、研究人机界面所需要的基础知识 251

三、常用认知心理学基础知识 251

第二节　人机界面与控制系统外壳的色彩搭配 254

一、色彩基础与人机界面色彩搭配 254

二、控制系统外壳色彩搭配 255

第三节　显示与控制界面的设计原则 256

一、显示界面的设计 256

二、显示与控制界面的布局设计原则 258

三、控制柜壳体内部设计原则 260

二、EasyView500的安装及使用入门 262

一、人机界面（触摸屏）画面总体设计步骤 262

第四节 MT500系列触摸屏画面组态与数据通信 262

三、EasyView500触摸屏画面组态软件简介 270

四、EB500触摸屏软件组态编辑操作举例 277

第五节　ProTool 6.0使用入门及TP270的网络通信 288

一、ProTool 6.0的安装与启动过程 288

二、项目（工程）的创建过程 289

三、常用组态显示元素和控件 291

四、窗口显示区域的拆分设置 292

五、组态编辑程序分析实例 295

习题 307

习题解答 309

附录 317

附录A　SPWM逆变器控制系统工作原理仿真实验 317

附录B　转速电流双闭环可逆调速控制系统仿真实验 323

附录C　典型控制系统外壳设计实例图 327

参考文献 330