机械系统建模课件.ppt

本章教学目标;教学重点、难点;1. 拉普拉斯变换的定义 拉氏变换是控制工程中的一个基本数学方法，其优点是能将时间函数的导数经拉氏变换后，变成复变量s的乘积，将时间表示的微分方程，变成以s表示的代数方程。; 拉氏变换是否存在取决于定义的积分是否收敛。拉氏变换存在的条件： ① 当t≥0时，f(t) 分段连续，只有有限个间断点； ② 当t →∞时，f(t) 的增长速度不超过某一指数函数，即;定义 ; f(t) ，t ? [0,?)称为原函数，属时域。 原函数 用小写字母表示，如 f(t) ，i(t)，u(t);微分定理;常用函数的拉普拉斯变换 ;? ;= 1;（单位斜坡函数）;?;?;常用函数的拉普拉斯变换表;绝戈簧裂阔凹文渗度渊龋务醒惶罪寅纱槽界慕带宅资笆惶剐吵蚜读珠蝶旁机械系统建模课件机械系统建模课件;补2：系统的传递函数;零初始条件： 输入及其各阶导数在t =0-时刻均为0 输出及其各阶导数在t =0-时刻均为0 传递函数与输入、输出之间的关系;传递函数的一般形式 ;补3：阻尼;第1节 机械系统教学模型的建立;基本构成 质量、阻尼器和弹簧 建立其数学模型的基本原理 牛顿第二定律;机械移动系统的建模方法： （1）求系统运动方程（牛顿第二定律） （2）对运动方程两边取拉氏变换 （3）求传递函数 （4）画系统框图 ; 组合机床动力滑台铣平面 单自由度隔振系统 单轮汽车支承系统;举例说明移动系统的建模方法：组合机床动力滑台铣平面 设动力滑台的质量m 液压缸的刚度k 粘性阻尼系数c 外力f(t) 若不计动力滑台与支承之间摩擦力 则系统的力学模型 ;一、动力滑台系统;（1）求系统的运动方程 ;（2）运动方程的拉氏变换;（3）传递函数;（4）系统框图;系统的运动方程与传递函数与动力滑台的完全一样;二、单自由度隔振系统;三、单轮汽车支承系统;三、单轮汽车支承系统;三、单轮汽车支承系统;三、单轮汽车支承系统;三、单轮汽车支承系统;三、单轮汽车支承系统;三、单轮汽车支承系统;三、单轮汽车支承系统;三、单轮汽车支承系统;单轮汽车支承系统的力学模型;单轮汽车支承系统的力学模型;基本构成参??? 转动惯量、阻尼器和弹簧 建立其数学模型的基本原理 牛顿第二定律;简单扭摆系统模型建立;取拉氏变换，传递函数：;1.2 机械转动系统;打印机中的步进电动机一同步齿形带驱动装置;动力学方程;拉氏变换;传递函数;系统框图;1.3 基本物理量的折算;1.3 基本物理量的折算;1.3 基本物理量的折算;1.3 基本物理量的折算;1.3 基本物理量的折算;轴II的输入转矩是从轴I上的负载转 矩获得，且与他们的转速成反比;1.3 基本物理量的折算;1.3 基本物理量的折算;1.3 基本物理量的折算;3）折算到轴I上的总转动惯量