机械工程控制-全套PPT课件.pptx

第一章绪论;1.1.1控制工程发展史;1.机械工程控制的研究对象;(3)最优设计：当输入已知、输出已知时，确定系统使其输出尽可能符合给定的最佳要求。;(1)开环控制系统;;（3）闭环控制系统与开环控制系统的比较;因为闭环控制系统引入了反馈，在调节的过程中，可能引起系统的等幅振荡或发散振荡，所以系统稳定性问题在闭环控制中成为非常重要的问题。另外，与开环系统相比闭环系统控制要复杂一些，所使用的元器件数量要多一些，因此成本要比开环系统高。;（1）恒值控制系统;;图1.5连续控制系统的原理方框图;;1.2.2闭环控制系统的组成;3．放大环节：将较弱的偏差信号放大，用以驱动执行装置。通常放大环节有电气装置，也有液压装置。;1.2.3对控制系统的基本要求;1.控制论分古典控制理论和现代控制理论，机械工程控制是古典控制理论在机械工程中的应用，

2.机械工程控制主要研究单输入、单输出线性系统中系统与其输入、输出之间的动态关系。

3.控制系统可分别按其结构、输入量的变化规律、系统中传递信号的性质以及描述系统的数学模型来分类。

4.闭环控制系统主要由给定环节、比较环节、放大环节、执行环节、被控对象、检测环节（反馈环节）组成。

5.评价一个控制系统的指标主要有系统的稳定性、准确性和快速性。;拉氏变换的概念；

拉氏变换的性质；

常用函数的拉氏变换；

拉氏逆变换；

卷积定理。;拉氏变换法的优点：;2.1.1问题的提出;对式（2.1）取傅立叶变换，得;于是，时间函数;满足下列条件：;半平面内，;（2.8）;单位阶跃函数;;单位斜坡函数;根据欧拉公式;;其拉氏变换为：;满足下列条件：;当描述脉冲输入时，脉冲的面积大小是非常重要的，而脉冲的精确形状通常并不重要。脉冲输入量在一个无限小的时间内向系统提供能量。;利用脉冲函数的概念，我们可以对包含不连续点的函数进行微分，从而得到一些脉冲，这些脉冲的量值等于每一个相应的不连续点上的量值。;，如图2.6(b)所示。;2.关于拉氏积分下限的说明;;解根据欧拉公式;若;证明：根据拉氏变换的定义，有;的n阶导数微分性质的;及其??阶导数的所有初始值全都等于零，则;根据拉氏变换的微分性质，余弦函数的拉氏变换可以求得;在t＝0处包含一个脉冲函数;;;【例2.4】求图2.8(a)所示的时间函数;若;【例2.5】求;若;例如延迟t0时间的单位阶跃函数;又可以表示为;若;再由尺度变换，即可求得所需的结果;若;利用初值定理，我们可以从;证明：根据拉氏变换的微分性质，有;的稳态值与复频域中s＝0附;【例2.8】已知;由象函数F(s)求原函数f(t)，可根据式（2.4），即;解;在一般机电控制系统中，通常遇到如下形式的有理分式;如果F(s)只含不同极点，则F(s)可以展开成下列简单的部分分式之和：;将式（2.52）取拉氏逆变换，得;【例2.11】试求;如果F(s)含有共轭复极点，即式（2.55）中;根据式（2.53）;则式（2.55）的拉氏逆变换为;【例2.12】试求;设A(s)＝0有r个重极点p1(即A(s)＝0有r个重根s1=-p1)，则F(s)可写成;乘以上式的两边，得;再令;原函数f(t)为;【例2.13】试求;由式（2.69）得到F(s)的原函数f(t)为;的卷积是指;同时，卷积还满足结合律与对加法的分配律，即;当;式（2.67）给出了时域卷积定理，同理可得复频域的卷积定理（也称为时域相乘定理）;序号;4;表2.2常用函数拉氏变换表;本章小结;3.1系统的微分方程

3.2系统的传递函数

3.3系统方块框图及其简化

3.4输入和干扰同时作用下的系统传递函数;3.1系统的微分方程;3.1.2机械系统的微分方程;为了分析这个系统，首先将动力滑台连同铣刀抽象成如3.1(b)所示的质量—弹簧—阻尼系统的力学模型(其中，m为受控质量；k为弹性刚度；c为粘性阻尼系数；yo(t)为输出位移)。根据牛顿第二定律;的运动方程。;;为阻尼比。;齿轮1和齿轮2的原动转矩及负载转矩分别是、和、。;可得;解：当汽车沿着道路行驶时，轮胎的垂直位移作为一种

运动激励作用在汽车的悬浮系统上。该系统的运动由质心的

平移运动和围绕质心的旋转运动所组成。建立该系统的数学

模型是相当复杂的。;根据牛顿第二定律，可得;3.1.3电气系统的微分方程;。输入变量;式中，T为时间常数，单位为秒，为阻尼比。显然上式描述的以为输入电压，为输出电压的网络微分方程是一个

二阶线性定常微分方程。;消去中间