机械工程控制基础 学时数：40学时 学院：机械工程学院 教师：谭心
机械工程控制基础 学时数： 40 学时 学 院：机械工程学院 教 师：谭心
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：按规定轨道发射，并准确回收 预备知识 (复变函数、积分变换等)良好的数学、力学、电学等基础，一定 的机械工程方面的专业知识。 通过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如图1.1。 xo(t) →x) 777777777 图1.1物理模型
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—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：按规定轨道发射，并准确回收 预备知识 （复变函数、积分变换等）良好的数学、力学、电学等基础，一定 的机械工程方面的专业知识。 通过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 物理模型如图 1.1。 m xi(t) x0(t) c k 图 1.1 物理模型
求解：输入与输出的关系 数学模型：m成=k(飞-)-c, 科研：定性→定量 分析+规律 课题的性质、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、转换的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。 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
求解：输入与输出的关系 数学模型： mx k x x cx 0 0 0 i 科研：定性→定量 分析→规律 课题的性质、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 的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。 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
l.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。 教学内容与学时分配 40学时：第一章绪论 2学时 第二章系统的数学模型 10学时 第三章时间响应与误差分析 10学时 第四章系统的频率特性分析 10学时 第五章系统的稳定性 8学时 考核方式：考试成绩80%+平时成绩20%
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。 教学内容与学时分配 40 学时： 第一章 绪论 2 学时 第二章 系统的数学模型 10 学时 第三章 时间响应与误差分析 10 学时 第四章 系统的频率特性分析 10 学时 第五章 系统的稳定性 8 学时 考核方式：考试成绩 80%+平时成绩 20%
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：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。如：电炉炉温自动 控制系统（比较人工控制）。 测量 比较 、执行 少经电压功和，电机成建图压图少，每题面中 热电偶 图1.2电炉炉温自动控制系统 二.自动控制系统的几种分类及基本要求
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：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。如：电炉炉温自动 控制系统（比较人工控制）。 测量 比较 执行 电压功率k 电机 减速器 调压器 U1 ΔU Ua + n γ 恒温箱 U3 热电偶 t0 U2 - 图 1.2 电炉炉温自动控制系统 二.自动控制系统的几种分类及基本要求