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。

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2012.2 2012.5 英国 谢菲尔德大学 访问学者 2016.1 至今 沈阳 东北大学 教授

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