《机械工程控制基础》课程教学资源(PPT课件)第一章 绪论 Cybernetics Foundation for Mechanical Engineering

重要性及其应用 重要性: 为“机械设计制造及其自动化”专业必修课,是机械工程类 专业,特别是机电工程类专业的重要理论基础之一。 “方法论”:系统、动态、本身特性(内因)、外界输入干 扰(外因)。 应用: 数控机床:按预先排定的工艺程序一几何形状 火炮自动瞄准:跟踪雷达、指挥仪一目标 人造地球卫星:按预定轨道发射,并准确回收
重要性: 为“机械设计制造及其自动化”专业必修课,是机械工程类 专业,特别是机电工程类专业的重要理论基础之一。 “方法论”:系统、动态、本身特性(内因)、外界输入干 扰(外因)。 应用: 数控机床:按预先排定的工艺程序—几何形状 火炮自动瞄准:跟踪雷达、指挥仪—目标 人造地球卫星:按预定轨道发射,并准确回收 重要性及其应用

前期知识:(复变函数、积分变换等)良好的数学、力学、 电学基础,一定的机械工程方面的专业知识。 目标:用控制论解决机械工程问题 如:机床工作台低速运动出现爬行现象,驱动工作台移动的 物理模型? 求解:输入与输出的关系 xo(t) 数学模型:m成。=k(x,-x)-c成 →x(t) 科研:定性定量 m 分析规律
前期知识:(复变函数、积分变换等)良好的数学、力学、 电学基础,一定的机械工程方面的专业知识。 目标:用控制论解决机械工程问题 如:机床工作台低速运动出现爬行现象,驱动工作台移动的 物理模型? 求解:输入与输出的关系 数学模型: 科研:定性 定量 分析 规律mx k x x cx 0 0 0 = − − ( i ) m xi(t) x0(t) C k

课程的性质、任务及目的 性质:侧重原理,内容切合工程实际,是一门专业基础课: 以控制论为理论基础,研究机械工程中广义系统的动 力学问题;同时,也是一种“方法论”。 任务及目的:使学生能以动力学的观点而不是静态观点去 看待一个机械工程系统;从整个系统中的信息传递、转换、 反馈等角度来分析系统的动态行为;能结合工程实际,应用 经典控制论的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中 的问题
性质:侧重原理,内容切合工程实际,是一门专业基础课。 以控制论为理论基础,研究机械工程中广义系统的动 力学问题;同时,也是一种“方法论”。 任务及目的:使学生能以动力学的观点而不是静态观点去 看待一个机械工程系统;从整个系统中的信息传递、转换、 反馈等角度来分析系统的动态行为;能结合工程实际,应用 经典控制论的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中 的问题。 课程的性质、任务及目的

主要的两个问题: ①对机电系统中存在的问题能用控制论的观点和思维方 法进行科学分析,以找出问题的本质和有效的解决方法。 ②如何控制一个机电系统,使之按规定的规律运动,以 达到预定的技术经济指标,为实现最佳控制打下基础
主要的两个问题: ①对机电系统中存在的问题能用控制论的观点和思维方 法进行科学分析,以找出问题的本质和有效的解决方法。 ②如何控制一个机电系统,使之按规定的规律运动,以 达到预定的技术经济指标,为实现最佳控制打下基础

课程的基本要求 1.对建立机电系统的数学模型,Laplace应用,传函及 框图的求取、简化,运算等,应概念清楚,熟练掌握。 2.对经典系统的时域和频域特性,应用清楚的基本概念 并能熟练掌握。 3.掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据
1.对建立机电系统的数学模型,Laplace应用,传函及 框图的求取、简化,运算等,应概念清楚,熟练掌握。 2.对经典系统的时域和频域特性,应用清楚的基本概念 并能熟练掌握。 3.掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据。 课程的基本要求

教学内容与学时分配 40学时:第一章绪论 2 第二章 系统的数学模型 10 第三章时间响应与误差分析 10 第四章系统的频率特性分析 10 第五章 系统的稳定性 8 考核方式:闭卷考试 考试成绩80%+平时成绩20%
40学时: 第一章 绪论 2 第二章 系统的数学模型 10 第三章 时间响应与误差分析 10 第四章 系统的频率特性分析 10 第五章 系统的稳定性 8 考核方式:闭卷考试 考试成绩80%+平时成绩20% 教学内容与学时分配

第一章绪论 教学内容: 一机械工程控制基础的基本概念,研究对象和任务, 学习本课程的目的和意义; 二关于“系统”、“信息传递”和反馈及“反馈控 制”的基本概念; 三系统及其模型,控制系统的分类,反馈控制系统 的基本组成,对控制系统的基本要求,本课程的特点
第一章 绪论 教学内容: 一.机械工程控制基础的基本概念,研究对象和任务, 学习本课程的目的和意义; 二.关于“系统”、“信息传递”和反馈及“反馈控 制”的基本概念; 三.系统及其模型,控制系统的分类,反馈控制系统 的基本组成,对控制系统的基本要求,本课程的特点

一控制系统工作原理及组成 自动控制:在没人直接参与的情况下,利用控制装置自 动地操纵机器设备或生产过程,使其具有希望的状态或 功能。 自动控制系统:能够实现自动控制任务的系统。 例如:电炉炉温自动控制系统 (比较人工控制)
自动控制:在没人直接参与的情况下,利用控制装置自 动地操纵机器设备或生产过程,使其具有希望的状态或 功能。 自动控制系统:能够实现自动控制任务的系统。 例如:电炉炉温自动控制系统 (比较人工控制) 一 .控制系统工作原理及组成

举例-恒温箱 1. (工控制的恒温箱 ,温度计 测量:温度计 被控对象:恒温箱 加热电阻丝 220V 被控量:温度 调压器6 控制器:调压器,改变加热电阻丝的电流 观察的温度与要求的温度进行比较一偏差,当低于所要求的T时, 向右移动触头,I↑T。↑反之,左移
1.人工控制的恒温箱 测量:温度计 被控对象:恒温箱 被控量:温度 控制器:调压器,改变加热电阻丝的电流 观察的温度与要求的温度进行比较—偏差,当低于所要求的T时, 向右移动触头,I 、T 。反之,左移。 举例-恒温箱 温度计 加热电阻丝 220V 调压器

举例-恒温箱 2自动控制的恒温箱 给定信号 电机 △V1 减速器 电压 功率 热电偶 放大器 放大器 加热电阻丝 220V 调压器6
2.自动控制的恒温箱 热电偶 加热电阻丝 220V 调压器 给定信号 V2 V1 ΔV1 电压 放大器 功率 放大器 电机 减速器 举例-恒温箱
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