机械工程控制基础01绪论 .pptx

此课件除了PPT内容，课件下方附带的备注里讲解内容更细致：备注里有很多案例可以帮助理解；备注里有很多重点、难点内容的详西讲解；备注里有很多易错、易误导内容的讲解。; ;;;机械工程控制基础;课堂教学内容;教学用书《机电工程控制基础》 吴炳胜主编 冶金工业出版社;第一章 绪论;自动控制技术及理论已经广泛应用于机械、冶金、石油、化工、电子、电力、航空、航海、航天、核反应堆等各个领域。 自动控制理论是研究关于自动控制系统组成、分析和设计的一般性理论，是研究自动控制共同规律的技术科学。 在机电工程问题上，机械、电气、液压和计算机被广泛采用，而且常常互相渗透、相互配合，这就需要结合机电液系统阐述工程上共同遵循的基本控制规律，即“机械（电）工程控制基础”。;举例：智能楼宇的控制;在日常生活中;控制论概述 控制论是关于控制原理与控制方法的学科，它研究事物变化和发展的一般规律。 “控制论”的两个核心是信息论和反馈控制。 首先创立控制论学科的是美国的数学家、信息理论家(Norbert Wiener)诺伯特·维纳，他于1948年发表了“控制论”。 1954年我国科学家钱学森出版专著《工程控制论》(英文版)，首先把控制论推广到工程技术领域。;控制论;自动控制技术应用于军事、航天领域 火炮、雷达、跟踪系统； 人造卫星；宇宙飞船。 自动控制技术应用于工业生产过程 轧钢；工业窑炉；石油化工；水泥建材；玻璃、造纸等 自动控制技术应用于现代农业生产 自动灌溉；农产品质量检测等。 自动控制技术应用于其他领域 生物：人口控制，药物动力学 金融：货币控制 家庭：电饭煲，洗衣机，空调，冰箱??;例：[钢铁轧制]:存在温度控制、生铁成分控制、厚度控制等。;道路交通的应用——车牌自动识别;勇气号火星探测器（美国）;机械工程控制论——研究机械工程技术中广义系统的动力学问题;;2、动力学问题:;3、（数学）模型 定义：研究系统、认识系统、描述系统与分析系统的一种工具。 种类：实物模型、物理模型和数学模型等。;控制：对对象???加某种操作，使其产生所预期的行为。?? 自动控制：该操作由控制装置自动完成，无须人直接参与。即，在人不直接参与的情况下，通过控制器使被控对象（如机器设备、生产过程）的某些物理量（或工作状态）能自动地按照预定的规律变化（或运行）。 学习机械工程控制基础要解决两个问题：1、如何分析某个给定控制系统的工作原理、稳定性、过渡过程品质；2、如何根据实际需要来进行控制系统的设计，并用机电液光等设备来实现这一设计系统。;例 手动控制： 观测实际水位，将实际水位与要求的水位值相比较，得出两者偏差。 根据偏差的大小和方向调节进水阀门的开度，即当实际水位高于要求值时，关小进水阀门开度，否则加大阀门开度以改变进水量，从而改变水箱水位，使之与要求值保持一致。;例：改进——自动控制： Q2变大 H减小，浮子下降 杠杆倾斜 阀门开大 Q1变大 Q1=Q2，液面重新稳定。 Q2变小 H变大，浮子上升 杠杆倾斜 阀门关小 Q1变小 Q1=Q2，液面重新稳定。;例：再改进——自动控制： 当实际水位低于要求水位时，电位器输出电压值为正，且其大小反映了实际水位与水位要求值的差值，放大器输出信号将有正的变化，电动机带动减速器使阀门开度增加，直到实际水位重新与水位要求值相等时为止。;;反馈;例：发动机离心调速系统;表示系统结构与工作原理的物理框图：;反馈控制方式的优点：可以自动调节由于干扰和内部参数的变化而引起的变动。;自动控制系统的一般组成形式;典型反馈控制系统; 输入信号: （输入量、控制量、给定量、激励）是指控制输 出量变化规律的信号； 输出信号：（输出量、被控制量、被调节量、响应）输出是 输入的结果，它的变化规律通过控制应与输入信 号之间保持有确定的关系； 反馈信号：输出信号经反馈元件变换后全部或部分返回到输 入端的信号称反馈信号； 偏差信号：输入信号与（主）反馈信号之差； 误差信号：输出量实际值与希望值之差； 扰动信号：偶然的无法加以人为控制的信号；;控制系统的几种分类： 1. 按反馈情况分 开环控制系统 闭环控制系统;如：步进电机驱动的数控机床;如：伺服电机驱动的数控机床、离心调速系统、恒温箱(冰箱、空调) ;如：全自动洗衣机，既有开环控制，又有闭环控制。; 2、按给定量的运动规律分;3、按系统中传递信号的性质 ;5、按时间概念分： 6、按控制量分：;对控制系统的基本要求：; 不