自動(dòng)控制技術(shù)與技能實(shí)訓(xùn)教程

第1章 自動(dòng)控制的基本知識(shí) 1
1.1 自動(dòng)控制的主要任務(wù) 1
1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成 2
1.2.1 閉環(huán)控制系統(tǒng) 2
1.2.2 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 5
1.3 自動(dòng)控制系統(tǒng)基本術(shù)語(yǔ) 7
1.4 自動(dòng)控制系統(tǒng)類(lèi)型與特點(diǎn) 8
1.4.1 按給定值變化規(guī)律分類(lèi) 8
1.4.2 按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi) 8
1.4.3 按控制內(nèi)容、信息傳遞方式分類(lèi) 9
1.4.4 控制方式的識(shí)別方法 11
1.4.5 控制系統(tǒng)類(lèi)型歸納總結(jié) 11
1.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能要求 12
1.6 自動(dòng)控制系統(tǒng)中智能控制說(shuō)明 13
1.6.1 智能控制發(fā)展歷程 14
1.6.2 什么是智能控制 14
1.6.3 智能控制機(jī)理 14
1.6.4 智能控制系統(tǒng)組成方框圖 15
1.6.5 智能控制系統(tǒng)的功能特點(diǎn) 16
1.6.6 智能控制的方法 17
1.6.7 擬人智能控制 17
1.7 綜合技能實(shí)訓(xùn) 18
1.7.1 調(diào)速自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn) 18
1.7.2 穩(wěn)壓自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn) 22
本章小結(jié) 22
習(xí)題1 23
第2章 自動(dòng)控制系統(tǒng)常用傳感器 25
2.1 傳感器的基本知識(shí) 25
2.2 熱-電傳感器 29
2.2.1 熱敏電阻 29
2.2.2 雙金屬片溫度傳感器 34
2.2.3 金屬絲熱電阻傳感器 38
2.2.4 磁性溫控傳感器 39
2.2.5 電接點(diǎn)水銀溫度傳感器 40
2.2.6 熱電偶傳感器 42
2.3 光-電傳感器 43
2.3.1 半導(dǎo)體光-電傳感器基本知識(shí) 43
2.3.2 光敏電阻 43
2.3.3 光敏二極管 49
2.3.4 光電三極管 54
2.3.5 光電池 56
2.4 聲-電傳感器 60
2.4.1 話(huà)筒 61
2.4.2 揚(yáng)聲器 68
2.4.3 壓電陶瓷片 70
2.4.4 耳機(jī) 72
2.5 電-磁傳感器 73
2.5.1 磁敏電阻 73
2.5.2 磁敏二極管 76
2.5.3 磁敏三極管 80
2.5.4 霍爾傳感器 83
2.5.5 干簧管磁敏傳感器 85
2.5.6 電場(chǎng)感應(yīng)器件 90
2.5.7 磁感應(yīng)器件 91
2.6 壓-電傳感器 92
2.6.1 金屬應(yīng)變片 92
2.6.2 壓阻式傳感器 94
2.6.3 壓電傳感器 97
2.6.4 彈性元件傳感器 100
2.6.5 其他類(lèi)型壓電傳感器 100
2.7 介質(zhì)傳感器 101
2.7.1 濕敏電阻傳感器 101
2.7.2 濕敏電容傳感器 104
2.7.3 電阻探針式傳感器 106
2.8 氣-電傳感器 106
2.8.1 電化學(xué)氣體傳感器 107
2.8.2 鉑絲氣-電傳感器 108
2.8.3 氣敏電阻傳感器 109
2.8.4 氫敏管傳感器 112
2.9 其他類(lèi)型傳感器 112
2.9.1 熱釋電紅外線(xiàn)傳感器 112
2.9.2 濁度傳感器 113
2.9.3 機(jī)械諧振式傳感器 113
2.9.4 生物傳感器 113
2.9.5 水深傳感器 113
2.9.6 電化學(xué)傳感器 113
2.9.7 鮮度傳感器 114
2.9.8 降雨量傳感器 114
2.10 綜合技能實(shí)訓(xùn) 114
2.10.1 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器檢測(cè)實(shí)訓(xùn) 114
2.10.2 雙金屬片熱傳感器檢測(cè)實(shí)訓(xùn) 115
2.10.3 光敏電阻傳感器檢測(cè)實(shí)訓(xùn) 115
2.10.4 光敏二極管的檢測(cè)實(shí)訓(xùn) 116
2.10.5 話(huà)筒檢測(cè)實(shí)訓(xùn) 117
2.10.6 壓電陶瓷片檢測(cè)實(shí)訓(xùn) 117
2.10.7 干簧管檢測(cè)實(shí)訓(xùn) 118
2.10.8 霍爾傳感器檢測(cè)實(shí)訓(xùn) 118
2.10.9 壓電式傳感器檢測(cè)實(shí)訓(xùn) 119
2.10.10 濕敏電阻傳感器檢測(cè)實(shí)訓(xùn) 120
本章小結(jié) 121
習(xí)題2 121
第3章 自動(dòng)控制系統(tǒng)中的基本單元電路 125
3.1 低頻交流放大電路 125
3.1.1 rc耦合放大電路 125
3.1.2 變壓器耦合多級(jí)放大電路 132
3.1.3 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路 135
3.1.4 互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)式推挽otl放大電路 137
3.1.5 復(fù)合互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)式推挽otl放大電路 139
3.1.6 無(wú)輸出電容的功率放大電路（ocl） 140
3.2 直接耦合多級(jí)放大電路 142
3.2.1 適用場(chǎng)合 142
3.2.2 直接耦合多級(jí)放大電路的幾種常見(jiàn)形式 142
3.2.3 分析和設(shè)計(jì)直耦放大單元電路應(yīng)注意的問(wèn)題 143
3.2.4 運(yùn)算放大器 145
3.3 振蕩器 148
3.3.1 振蕩的基本概念 148
3.3.2 rc振蕩電路 149
3.3.3 lc振蕩電路 152
3.3.4 石英晶體振蕩電路 155
3.3.5 rc移相振蕩電路 157
3.3.6 集-基耦合無(wú)穩(wěn)態(tài)振蕩電路 158
3.3.7 射極耦合振蕩電路 160
3.3.8 互補(bǔ)式振蕩電路 160
3.3.9 單結(jié)管振蕩電路 161
3.4 邏輯門(mén)電路 162
3.4.1 邏輯門(mén)的類(lèi)型 162
3.4.2 常用cmos門(mén)電路功能及引腳排列 162
3.4.3 邏輯門(mén)電路的典型應(yīng)用 164
3.5 觸發(fā)器 166
3.5.1 常用cmos觸發(fā)器電路功能及引腳排列 166
3.5.2 由基本rs觸發(fā)器構(gòu)成的防盜報(bào)警電路 167
3.5.3 由雙d觸發(fā)器構(gòu)成的判別電路 168
3.5.4 由雙d觸發(fā)器構(gòu)成的觸摸開(kāi)關(guān)電路 168
3.6 集成計(jì)數(shù)器 169
3.6.1 12位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器cd4040 169
3.6.2 帶振蕩器的14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器cd4060 171
3.6.3 二╠十進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器cd4518 173
3.6.4 4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器cd4520 174
3.6.5 可預(yù)置數(shù)的二╠十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器cd40160 174
3.6.6 可預(yù)置數(shù)的4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器cd40161 175
3.6.7 可預(yù)置數(shù)的二╠十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器cd40192 175
3.6.8 可預(yù)置數(shù)的4位二進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器cd40193 176
3.6.9 可預(yù)置數(shù)的二╠十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器cd4510 176
3.6.10 可預(yù)置數(shù)的4位二進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器cd4516 177
3.7 數(shù)碼譯碼器 177
3.7.1 bcd╠十進(jìn)制數(shù)譯碼電路cd4028 177
3.7.2 8位優(yōu)先編碼器cd4532 177
3.7.3 4位鎖存/4線(xiàn)╠16線(xiàn)譯碼器cd4514、cd4515 179
3.7.4 雙二進(jìn)制數(shù)4選1譯碼器/分離器cd4555、cd4556 179
3.8 時(shí)間控制電路 180
3.8.1 555時(shí)基電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 180
3.8.2 555時(shí)基電路構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 184
3.8.3 555時(shí)基電路構(gòu)成的無(wú)穩(wěn)工作電路 188
3.9 綜合技能實(shí)訓(xùn) 194
3.9.1 晶體管開(kāi)關(guān)特性實(shí)訓(xùn) 195
3.9.2 晶體管反相器實(shí)訓(xùn) 196
3.9.3 雙穩(wěn)態(tài)電路實(shí)訓(xùn) 197
3.9.4 單穩(wěn)態(tài)電路實(shí)訓(xùn) 198
本章小結(jié) 199
習(xí)題3 200
第4章 自動(dòng)控制系統(tǒng)中的終端執(zhí)行機(jī)構(gòu) 205
4.1 繼電器 205
4.1.1 繼電器的種類(lèi) 205
4.1.2 電磁繼電器 205
4.1.3 簧管繼電器 210
4.1.4 時(shí)間繼電器 211
4.1.5 正確使用繼電器的方法 211
4.1.6 繼電器繞組常見(jiàn)連接方式 213
4.2 固態(tài)繼電器 216
4.2.1 固態(tài)繼電器的電路圖形符號(hào)及特點(diǎn) 216
4.2.2 固態(tài)繼電器的類(lèi)型 217
4.2.3 固態(tài)繼電器結(jié)構(gòu)原理 217
4.2.4 光電耦合型固態(tài)繼電器特點(diǎn)與工作過(guò)程 219
4.2.5 固態(tài)繼電器主要參數(shù) 220
4.2.6 固態(tài)繼電器典型應(yīng)用方式 221
4.2.7 固態(tài)繼電器的選用 223
4.3 晶閘管 224
4.3.1 晶閘管的類(lèi)型 224
4.3.2 常見(jiàn)晶閘管外形與圖形符號(hào) 225
4.3.3 晶閘管主要電參數(shù) 226
4.3.4 普通晶閘管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 227
4.3.5 雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 228
4.3.6 可關(guān)斷晶閘管 230
4.3.7 晶閘管開(kāi)關(guān)電路 231
4.4 顯示器件 233
4.4.1 發(fā)光二極管 233
4.4.2 常見(jiàn)led數(shù)碼顯示器 236
4.4.3 顯示譯碼電路 237
4.4.4 幾種常見(jiàn)半導(dǎo)體數(shù)碼管參數(shù) 240
4.4.5 lcd數(shù)碼顯示器 241
4.4.6 白熾指示燈 245
4.4.7 氖泡（管）指示燈 247
4.5 音響器件 248
4.5.1 電鈴 249
4.5.2 蜂鳴器 251
4.5.3 揚(yáng)聲器及音響電路 253
4.6 機(jī)電裝置 253
4.6.1 直流電動(dòng)機(jī) 253
4.6.2 電磁鐵 255
4.6.3 電磁閥 255
4.6.4 接觸器 255
4.6.5 伺服電動(dòng)機(jī) 258
4.6.6 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 259
4.7 電表及其他 260
4.7.1 電表 260
4.7.2 其他 260
4.8 綜合技能實(shí)訓(xùn) 260
4.8.1 電磁繼電器驅(qū)動(dòng)電路實(shí)訓(xùn) 261
4.8.2 干簧管繼電器檢測(cè)實(shí)訓(xùn) 262
4.8.3 單向可控硅檢測(cè)實(shí)訓(xùn) 263
本章小結(jié) 264
習(xí)題4 264
第5章 自動(dòng)控制電路的分析、設(shè)計(jì)與實(shí)用電路 267
5.1 自動(dòng)控制電路的分析與設(shè)計(jì) 267
5.1.1 自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)思路 267
5.1.2 具體電路分析方法 268
5.1.3 需要注意的問(wèn)題 272
5.2 自動(dòng)控制實(shí)用電路 273
5.2.1 溫度控制類(lèi) 273
5.2.2 燈光控制類(lèi) 274
5.2.3 液位控制類(lèi) 276
5.2.4 監(jiān)測(cè)報(bào)警類(lèi) 278
5.2.5 濕度控制類(lèi) 279
5.2.6 時(shí)間控制類(lèi) 281
5.3 應(yīng)用電路變換 283
5.4 綜合技能實(shí)訓(xùn) 284
5.4.1 時(shí)間程序控制電路的識(shí)圖實(shí)訓(xùn) 284
5.4.2 自動(dòng)控制電路安裝調(diào)試實(shí)訓(xùn) 286
本章小結(jié) 290
習(xí)題5 290
附錄a 習(xí)題答案 293
習(xí)題1答案 293
習(xí)題2答案 293
習(xí)題3答案 294
習(xí)題4答案 294
習(xí)題5答案 295
參考文獻(xiàn) 296