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本書主要作為本科院校和高職高專院校的機(jī)械類及近機(jī)械類專業(yè)的控制工程基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教材，也可供相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。本書中、英部分均分為Ⅰ、Ⅱ兩篇。第Ⅰ篇基于質(zhì)量-彈簧-阻尼機(jī)械振動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，共包含4個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模與仿真、PID控制及開(kāi)放實(shí)驗(yàn)——雙自由度系統(tǒng)自由振動(dòng)模態(tài)分析。第Ⅱ篇基于Quanser QUBE Servo 2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，共包含9個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別為系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)、濾波實(shí)驗(yàn)、伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)建模與驗(yàn)證、一階系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)、二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)、PD控制、速度控制系統(tǒng)的超前校正、頻率響應(yīng)建模及開(kāi)放實(shí)驗(yàn)——狀態(tài)空間建模與驗(yàn)證。本書涵蓋了經(jīng)典控制理論的全部?jī)?nèi)容，與我國(guó)高等院校關(guān)于此類課程的教學(xué)大綱相吻合，為促進(jìn)控制類實(shí)驗(yàn)課與理論課緊密耦合提供了有效支撐。
為配合該實(shí)驗(yàn)案例教程的使用，本書作者為任課老師提供每個(gè)實(shí)驗(yàn)的參考數(shù)據(jù)、結(jié)果圖表、實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板答案和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟、硬件安裝使用指南，并附有MATLAB/Simulink軟件在控制工程中的應(yīng)用實(shí)例。本書可與理論教材《控制工程基礎(chǔ)》中文版和英文版配套使用。

經(jīng)典控制理論被廣泛應(yīng)用于信息、機(jī)械、電氣等相關(guān)領(lǐng)域，以經(jīng)典控制理論作為主要內(nèi)容的控制工程基礎(chǔ)是高校里大部分工科專業(yè)的必修基礎(chǔ)課。如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)促進(jìn)學(xué)生對(duì)經(jīng)典控制理論的理解以及提升學(xué)生解決復(fù)雜控制工程問(wèn)題的實(shí)踐能力，成為本書編寫的根本出發(fā)點(diǎn)。
本書的中、英文部分的第Ⅰ篇,基于質(zhì)量-彈簧-阻尼機(jī)械振動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，共包含4個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模與仿真、PID控制及開(kāi)放實(shí)驗(yàn)——雙自由度系統(tǒng)自由振動(dòng)模態(tài)分析。本書中、英文部分的第Ⅱ篇,基于Quanser QUBE Servo 2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，共包含9個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別為系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)、濾波實(shí)驗(yàn)、伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)建模與驗(yàn)證、一階系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)、二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)、PD控制、速度控制系統(tǒng)的超前校正、頻率響應(yīng)建模及開(kāi)放實(shí)驗(yàn)——狀態(tài)空間建模與驗(yàn)證。
本書具有以下特色：
1）以機(jī)械系統(tǒng)為研究對(duì)象，更適合機(jī)械類與近機(jī)械類學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式鞏固和加強(qiáng)對(duì)經(jīng)典控制理論的學(xué)習(xí)。
本書第Ⅰ篇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目創(chuàng)造性地引入二階機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)替代電氣系統(tǒng)，并將其作為研究和被控對(duì)象，控制效果可直觀并準(zhǔn)確地體現(xiàn)在機(jī)械實(shí)物及響應(yīng)信號(hào)上，促進(jìn)了機(jī)、電、控專業(yè)課程交叉融合。
2）以開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為延伸，面向新工科建設(shè)，培育未來(lái)科技創(chuàng)新人才。
本書針對(duì)2個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分別設(shè)置了開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在介紹控制工程基礎(chǔ)理論課知識(shí)的基礎(chǔ)上給予學(xué)生自主設(shè)計(jì)的空間，能夠更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用，推動(dòng)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)向綜合型實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變。
3）以新形態(tài)教材為載體，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化變革。
為了滿足學(xué)生移動(dòng)性、交互性、個(gè)性化的開(kāi)放學(xué)習(xí)要求，該教程以二維碼的方式嵌入實(shí)驗(yàn)介紹、操作演示、課后習(xí)題、拓展資料等視頻資源，將紙質(zhì)教材與實(shí)驗(yàn)課堂交互融合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)書本知識(shí)的擴(kuò)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的提高，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化提供了有效的解決方案。
4）以中英雙語(yǔ)為出發(fā)點(diǎn)，構(gòu)建雙語(yǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。
全英文控制工程基礎(chǔ)理論教材不乏一二，但尚未有與之配套的全英文實(shí)驗(yàn)教材。本書參考了大量國(guó)外同類英文教材，并充分結(jié)合了國(guó)內(nèi)經(jīng)典控制理論實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，采用了中英雙語(yǔ)的形式，滿足了國(guó)內(nèi)高校英語(yǔ)強(qiáng)化班、國(guó)際班對(duì)英文實(shí)驗(yàn)教材的迫切需求。
本書由孫晶、韋磊擔(dān)任主編，張宏、王林濤、王薇、張惠平擔(dān)任副主編，王宇、關(guān)乃僑、尉國(guó)濱、劉建偉和孫鐵兵參與編寫。本書的編寫參考了許多同類教材和著作，在此對(duì)相關(guān)作者表示深深的謝意。同時(shí)，要特別感謝武漢德普施科技有限公司和加拿大Quanser公司的幫助，他們提供的大量實(shí)驗(yàn)設(shè)備資料和實(shí)驗(yàn)相關(guān)案例為本書增色不少。
限于編者的水平，書中錯(cuò)誤及疏漏之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

編者

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