2013机械控制工程基础1-2

总结

机械工程控制基础

机械电子工程学院

张永弟

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控制工程的应用

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第一章 绪论控制：对对象施加某种操作，使其产生所期望的行为。

自动控制：该操作由控制装置自动完成，无须人的参与。

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第一章 绪论

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经典控制理论与现代控制理论经典控制理论 现代控制理论

时间

20世纪50年代及以前

20世纪50年代末及以后

主要的解决的问题

在复域(特别是频域) 内利用传递函数(或频 率特性)来研究与解决 单输入单输出线性系统 的稳定性、响应快速性 与响应准确性的问题

在时域内利用状态空 间分析来研究与解 决多输入多输出系 统的最优控制问题

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第一章 绪论 学习《机械工程控制基础》的目的? 使机械工程技术人员能以动力学的观点去 看待一个机械工程系统，从系统中信息的 传递以及反馈控制的角度分析系统的动态 行为。通过本课程的学习，应掌握经典控 制论的基本理论和分析方法，研究和解决 工程实际中的问题。

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第一章 绪论本课程的特点

抽象

概括

桥梁

方法论

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1.1机械工程控制论研究对象与任务 《机械工程控制基础》的研究对象? 研究机械工程技术中广义系统的动力学问题。

1

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1.1机械工程控制论研究对象与任务1.系统及广义系统 系统：按一定规律联系在一起的元素的集合。 广义系统：具备系统要素的一切事物或对象。 机械工程中的广义系统：元件、部件、设备、加工过程、车间、 工厂、企业、集团、全球制造业等。可大可小，可繁可简，完全 由研究的需要而定。

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1.1机械工程控制论研究对象与任务

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1.1机械工程控制论研究对象与任务

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1.1机械工程控制论研究对象与任务最优控制

B

系统分析

A 研究内容

C

最优设计

系统辨识

E

D

滤波与预测

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1.2系统及其模型 机械系统 以实现一定的机械运动，输出一定的机械能，以及承 受一定的机械载荷为目的的系统。 系统模型 系统的模型包括实物模型、物理模型和数学模型等。 数学模型又包括静态模型和动态模型。动态模型在一定条 件下可以转换为静态模型。在控制理论或控制工程中，一 般关心的是系统的动态特性，因此，往往需要采用动态数 学模型。即，一般所指的系统的数学模型是描述系统动态 特性的数学表达式。

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1.2系统及其模型静态模型与动态模型比较

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1.3反馈 反馈：一个系统的输出，部分或全部地被反过来用于控制 系统的输入，称为系统的反馈。

如：液面控制，恒温箱，发动机离心调速系统

如：三极管，电子加速器

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1.4 反馈控制系统及其组成 反馈控制：检测偏差，纠正偏差。

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1.4反馈控制系统及其组成

控制部

分由给定环节、测量环节、比较环节、放大及运算环节、执行环节组成。 被控部分由被控对象组成。 控制部分的功能： 接受指令信号和被控部分的反馈信号，并对被控部分发出控制信号。 被控部分的功能： 接受控制信号，发出反馈信号，并在控制信号的作用下实现被控运动。

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1.4反馈控制系统及其组成 给定环节——它是给出输入信号的环节，用于确定被控对象的“目标 值”(或称给定值),给定环节可以用各种形式(电量、非电量、数 字量、模拟量等)发出信号。 测量环节——它用于测量被控变量，并将被控变量转换为便于传送的 另一物理量(一般为电量)。一般说来，测量环节是非电量的点测量 环节。例如，用电位计将机械转角转换为电压信号。 比较环节——在这个环节中，输入信号xi与测量环节发出来的有关被 控变量xo的反馈量xb相比较，并得到一个小功率的偏差信号，ε = xi - xb 。 放大及运算环节——对偏差信号作必要的校正，然后进行功率放大， 以便推动执行环节。例如，电流放大。 执行环节——接受放大环节送来的控制信号，驱动被控对象按照预期 的规律运行。执行环节一般是一个有源的功率放大装置，工作中要进 行能量转换。 被控对象——控制系统所要控制的对象，即负载.它的输出量即为系 统的被控制量。

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1.4 反馈控制系统及其组成

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1.5控制系统的分类按反馈分

开环控制系统没有反馈回路

闭环控制系统存在反馈回路

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1.5控制系统的分类开环控制系统

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/32q1.html