机械工程控制基础.doc

1第一章，绪论， 8.机械控制工程主要研究并解决的问题是什么？ 答：（1）当系统已定，且输入已知而输出未知时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析。（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最优控制。（3）当系统已定，输出已知而输入已施加但未知时，以识别输入或输入中得有关信息，此即滤液与预测。（4）当输入与输出均已知而系统结构参数未确定时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此即系统识别或系统辨识。（5）当输入与输出已知而系统尚未构建时，要求设计系统使系统在该输入条件下尽可能符合给定的最佳要求，此即最优设计 2 .什么叫机械系统的基本要求？ 答：对控制系统的基本要求有系统的稳定性、响应的快速性和响应的准确性等，其中系统的稳定性是控制系统工作的首要条件。在参数已知的情况下分析和评定系统的稳定性、快速性和准确性。 61.什么是信息和信息的传递?试举例说明? 答:一切能表达一定含义的信号、密码、情报和均为信息。例如，机械系统中的应力、变形、温升、几何尺寸与形状精度等等，表明了机械系统信号、密码、情报或消息。所谓信息传递，是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递，或称转换。如机床加工工艺系统，将工件作为信息，通过工艺过程的转换，加工前后工件尺寸分布有所变化这样，研究机床加工精度问题，可通过运用信息处理的理论和方法来进行。 3 机械工程控制研究的对象：机械工程控制论是研究以机械工程控制技术为对象的控制论问题，具体地讲、是研究在这一工程领域中广义系统的动力学问题，即研究系统在一定的外界条件（即输入与干扰）作用下，系统从某一初始状态出发，所经历的整个动态工程，也就是研究系统及其输入、输出三者之间的关系， 10控制系统；系统的可变如果能按照要求由参考输入或控制输入进行调节。 11控制系统主要由控制装置和被控对象2部分组成，其中的控制装置包括给定元件、测量元件、比较元件、放大元件、执行元件和校正元件，给定元件给出系统的控制指令即输入，被控对象则是看得见的实体，输出即被控量是反映被控对象工作状态的物理量， 4、控制论与机械系统的关系：控制论是一门既与基础科学紧密相关的边缘科学，实践证明，它不仅具有重大的理论意义，而且对生产力的发展、生产率的提高、尖端技术的研究与尖端武器的研制以及社会管理等方面都产生了重大影响，因此控制论在它建立后的很短时间便渗透到许多科学技术领域，大大推动了现代科学技术的发展，并从中派生出许多边缘学科，例如生物控制论-运用控制论研究生命系统的控制与信息处理，经济控制论-运用控制论研究经济计划、财贸信贷等经济活动及其控制，社会控制论-运用控制论研究社会管理与社会服务，工程控制论-控制论与工程技术的结合，其中工程控制论作为控制论的一个主要分支学科，是关于受控工程系统的分析、设计和运行的理论， 而机械工程控制论是研究控制论在机械工程中应用的一门技术学科， 5.什么是反馈（包括正反馈和负反馈）？ 答：所谓信息的反馈，就是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。如果反馈回去的讯号（或作用）与原系统的输入讯号（或作用）的方向相反（或相位相差180度）则称之为“负反馈”；如果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。 例子，人类最简单的活动如走路或取物都利用的反馈的原理以保持正常的动作，人抬起腿每走一步路，腿的位置和速度的信息不断通过人眼及腿部皮肤及神经感觉反馈到大脑，从而保持正常的步伐，当人用手取物时，物体的位置，手的位置与速度信息不断反馈到人脑以保证准确而适当地抓住待取之物， 6系统及控制系统的分类：系统是指完成一定任务的一些部件的组合，在控制工程中，系统是广义的概念，它可以是物理系统，也可以是一个过程，还可以是一些抽象的动态现象，系统按是否存在反馈分为开环控制系统和闭环控制系统。 开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或系统无反馈回路，闭环系统：系统的--- 1，何为控制系统，开环与闭环的区别， 答：控制系统是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节。开环系统构造简单，不存在不稳定问题、输出量不用测量，闭环系统有反馈、控制精度高、结构复杂、设计时需要校核稳定性。 7控制理论发展简史：控制论的诞生以诺伯特-维纳于1948年发表和出版的学术著作为标志，抓住了包括人在内的生物系统和包括工程在内的非生物系统以及二者有关的社会、经济系统等所有系统中的控制与通信的共同特点，揭示了其通过信息的传递、加工处理和反馈来实现控制的共同本质，即信息传递过程是人类认识客观世界的前提，反馈控制是人类改造客观世界的途径，信息和控制是控制论的核心，反映了人类对客观世界的可知性和可控性。 工程控制论诞生标志是钱