自動控制技術與技能實訓教程

第1章 自動控制的基本知識 1
1.1 自動控制的主要任務 1
1.2 自動控制系統(tǒng)的組成 2
1.2.1 閉環(huán)控制系統(tǒng) 2
1.2.2 開環(huán)控制系統(tǒng) 5
1.3 自動控制系統(tǒng)基本術語 7
1.4 自動控制系統(tǒng)類型與特點 8
1.4.1 按給定值變化規(guī)律分類 8
1.4.2 按系統(tǒng)結(jié)構特點分類 8
1.4.3 按控制內(nèi)容、信息傳遞方式分類 9
1.4.4 控制方式的識別方法 11
1.4.5 控制系統(tǒng)類型歸納總結(jié) 11
1.5 自動控制系統(tǒng)的性能要求 12
1.6 自動控制系統(tǒng)中智能控制說明 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 16
1.6.6 智能控制的方法 17
1.6.7 擬人智能控制 17
1.7 綜合技能實訓 18
1.7.1 調(diào)速自動控制系統(tǒng)實訓 18
1.7.2 穩(wěn)壓自動控制系統(tǒng)實訓 22
本章小結(jié) 22
習題1 23
第2章 自動控制系統(tǒng)常用傳感器 25
2.1 傳感器的基本知識 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 半導體光-電傳感器基本知識 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 話筒 61
2.4.2 揚聲器 68
2.4.3 壓電陶瓷片 70
2.4.4 耳機 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 電場感應器件 90
2.5.7 磁感應器件 91
2.6 壓-電傳感器 92
2.6.1 金屬應變片 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 其他類型傳感器 112
2.9.1 熱釋電紅外線傳感器 112
2.9.2 濁度傳感器 113
2.9.3 機械諧振式傳感器 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 綜合技能實訓 114
2.10.1 負溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器檢測實訓 114
2.10.2 雙金屬片熱傳感器檢測實訓 115
2.10.3 光敏電阻傳感器檢測實訓 115
2.10.4 光敏二極管的檢測實訓 116
2.10.5 話筒檢測實訓 117
2.10.6 壓電陶瓷片檢測實訓 117
2.10.7 干簧管檢測實訓 118
2.10.8 霍爾傳感器檢測實訓 118
2.10.9 壓電式傳感器檢測實訓 119
2.10.10 濕敏電阻傳感器檢測實訓 120
本章小結(jié) 121
習題2 121
第3章 自動控制系統(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 變壓器耦合多級放大電路 132
3.1.3 場效應管放大電路 135
3.1.4 互補對稱式推挽otl放大電路 137
3.1.5 復合互補對稱式推挽otl放大電路 139
3.1.6 無輸出電容的功率放大電路（ocl） 140
3.2 直接耦合多級放大電路 142
3.2.1 適用場合 142
3.2.2 直接耦合多級放大電路的幾種常見形式 142
3.2.3 分析和設計直耦放大單元電路應注意的問題 143
3.2.4 運算放大器 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 互補式振蕩電路 160
3.3.9 單結(jié)管振蕩電路 161
3.4 邏輯門電路 162
3.4.1 邏輯門的類型 162
3.4.2 常用cmos門電路功能及引腳排列 162
3.4.3 邏輯門電路的典型應用 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)器構成的防盜報警電路 167
3.5.3 由雙d觸發(fā)器構成的判別電路 168
3.5.4 由雙d觸發(fā)器構成的觸摸開關電路 168
3.6 集成計數(shù)器 169
3.6.1 12位二進制串行計數(shù)器cd4040 169
3.6.2 帶振蕩器的14位二進制串行計數(shù)器cd4060 171
3.6.3 二╠十進制同步加法計數(shù)器cd4518 173
3.6.4 4位二進制同步加法計數(shù)器cd4520 174
3.6.5 可預置數(shù)的二╠十進制加法計數(shù)器cd40160 174
3.6.6 可預置數(shù)的4位二進制加法計數(shù)器cd40161 175
3.6.7 可預置數(shù)的二╠十進制加/減計數(shù)器cd40192 175
3.6.8 可預置數(shù)的4位二進制加/減計數(shù)器cd40193 176
3.6.9 可預置數(shù)的二╠十進制加/減計數(shù)器cd4510 176
3.6.10 可預置數(shù)的4位二進制加/減計數(shù)器cd4516 177
3.7 數(shù)碼譯碼器 177
3.7.1 bcd╠十進制數(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╠16線譯碼器cd4514、cd4515 179
3.7.4 雙二進制數(shù)4選1譯碼器/分離器cd4555、cd4556 179
3.8 時間控制電路 180
3.8.1 555時基電路構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 180
3.8.2 555時基電路構成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 184
3.8.3 555時基電路構成的無穩(wěn)工作電路 188
3.9 綜合技能實訓 194
3.9.1 晶體管開關特性實訓 195
3.9.2 晶體管反相器實訓 196
3.9.3 雙穩(wěn)態(tài)電路實訓 197
3.9.4 單穩(wěn)態(tài)電路實訓 198
本章小結(jié) 199
習題3 200
第4章 自動控制系統(tǒng)中的終端執(zhí)行機構 205
4.1 繼電器 205
4.1.1 繼電器的種類 205
4.1.2 電磁繼電器 205
4.1.3 簧管繼電器 210
4.1.4 時間繼電器 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及特點 216
4.2.2 固態(tài)繼電器的類型 217
4.2.3 固態(tài)繼電器結(jié)構原理 217
4.2.4 光電耦合型固態(tài)繼電器特點與工作過程 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 晶閘管的類型 224
4.3.2 常見晶閘管外形與圖形符號 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)構特點 227
4.3.5 雙向晶閘管的結(jié)構特點 228
4.3.6 可關斷晶閘管 230
4.3.7 晶閘管開關電路 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 幾種常見半導體數(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 揚聲器及音響電路 253
4.6 機電裝置 253
4.6.1 直流電動機 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 伺服電動機 258
4.6.6 步進電動機 259
4.7 電表及其他 260
4.7.1 電表 260
4.7.2 其他 260
4.8 綜合技能實訓 260
4.8.1 電磁繼電器驅(qū)動電路實訓 261
4.8.2 干簧管繼電器檢測實訓 262
4.8.3 單向可控硅檢測實訓 263
本章小結(jié) 264
習題4 264
第5章 自動控制電路的分析、設計與實用電路 267
5.1 自動控制電路的分析與設計 267
5.1.1 自動控制電路設計思路 267
5.1.2 具體電路分析方法 268
5.1.3 需要注意的問題 272
5.2 自動控制實用電路 273
5.2.1 溫度控制類 273
5.2.2 燈光控制類 274
5.2.3 液位控制類 276
5.2.4 監(jiān)測報警類 278
5.2.5 濕度控制類 279
5.2.6 時間控制類 281
5.3 應用電路變換 283
5.4 綜合技能實訓 284
5.4.1 時間程序控制電路的識圖實訓 284
5.4.2 自動控制電路安裝調(diào)試實訓 286
本章小結(jié) 290
習題5 290
附錄a 習題答案 293
習題1答案 293
習題2答案 293
習題3答案 294
習題4答案 294
習題5答案 295
參考文獻 296