1、機(jī)械工程控制基礎(chǔ)葉春生，材料學(xué)院Telvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.睫享甜致廉耶宗亦埃證貧捌潛拓氛宣鉤縮灰翰酚煩挺席械竭吩旦勢褂趁扼機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi第一章 緒論1.1 機(jī)械工程控制論的研究對象與任務(wù)1.2 系統(tǒng)及其模型1.3 反饋1.4 系統(tǒng)的幾種分類及對控制系統(tǒng)的基本要求1.5 機(jī)械制造的發(fā)展與控制理論的應(yīng)用1.6 控制理論發(fā)展的簡單回顧1.7 本課程的

2、特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.像宜阻攪虧栓坍膏芭致鉤兄烤拖搽榆肉惜推狀帚顧侄將豆巢途紛苯側(cè)詫毀機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.1 引言在工程和科學(xué)的發(fā)展過程中，自動控制起著重要的作用除了在宇宙飛船、導(dǎo)彈制導(dǎo)和飛機(jī)駕駛系統(tǒng)等領(lǐng)域中，自動控制系統(tǒng)具有特別重要的作用之外，它巳變成現(xiàn)代機(jī)器制造業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)過程今的重要而不可缺少的組成部分例如，在生產(chǎn)過程中對壓力、溫度、濕度、粘性和流量的

3、控制，自動控制都是其重要的組成部分；在機(jī)器制造業(yè)和其它許多部門中，象機(jī)器零件的加工、處理和裝配，都廣泛地采用著自動控制 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.錦與蛀客詳窯察室摳宵汞鑲辟乎諱稠考繹洱佛佯優(yōu)雙別外迪遣殺創(chuàng)吐濤乏機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi控制系統(tǒng)示例熱力系統(tǒng)人工反饋控制熱力系統(tǒng)的自動反饋控制Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NE

4、T 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.豎屆輝貍晾策枝茸拇壁隴奢菇穴受渣喬謬優(yōu)艦舜壇佳轍彬盆疙很堅(jiān)訖湯挫機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.2 定義-對象對象 是一個設(shè)備，它是由一些機(jī)器零件有機(jī)地組合在一起的，其作用是完成一個特定的動作我們稱任何被控物體(如加熱爐，化學(xué)反應(yīng)器或宇畝飛船)為對象 過程 賓里亞-韋伯斯特(Merrriam-Webster)字典對過程的定義是：一種自然的逐漸進(jìn)行地運(yùn)轉(zhuǎn)或發(fā)展，其特征是，有一系列逐漸的變化以相對固定的方法相繼發(fā)生在運(yùn)轉(zhuǎn)或發(fā)展?fàn)顟B(tài)中，并且最后導(dǎo)致一個特定的結(jié)果或狀態(tài)

5、；或者也可以定義為人為的或隨意的連續(xù)進(jìn)行為運(yùn)行狀態(tài)，這種運(yùn)行狀態(tài)由一系列被控制的動作和一直進(jìn)行到某一特定結(jié)果或狀態(tài)的有規(guī)則的運(yùn)動構(gòu)成我們稱任何被控制的運(yùn)行狀態(tài)為過程其具體例子如化學(xué)過程，經(jīng)濟(jì)學(xué)過程和生物學(xué)過程 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.衰疏診廄勵蹬浩傍魄頓琴共赦望桂德曙梯祿賊藉侈補(bǔ)糟諷轄甲漏型捶雌墩機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.2 定義-系統(tǒng)系統(tǒng) 系統(tǒng)是一些部件的組合，這些部件組合在一起

6、，完成一定的任務(wù)系統(tǒng)不限于物理系統(tǒng)系統(tǒng)的概念可以應(yīng)用于抽象的動態(tài)現(xiàn)象，如在經(jīng)濟(jì)學(xué)中遇到的一些現(xiàn)象因此，“系統(tǒng)”這個詞應(yīng)當(dāng)理解為包含了物理學(xué)，生物學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等現(xiàn)象的系統(tǒng) 擾動 擾動是一種對系統(tǒng)的輸出量產(chǎn)生相反作用的信號如果擾動產(chǎn)生在系統(tǒng)的內(nèi)部，稱為內(nèi)擾；擾動產(chǎn)生在系統(tǒng)外部則稱為外擾外擾是系統(tǒng)的輸入量 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.祥淌嗣煤幕厚鬧蹬息紊憋暴沮旋憤囂埔壹盤邦揭肖稼歉戒漏涉檸哇敞畔籌機(jī)械工程

7、控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.2 定義-反饋控制 反饋控制 反饋控制是這樣一種控制過程，它能夠在存在擾動的情況下，力圖減小系統(tǒng)的輸出量與參考輸入量(或者任意變化的希望的狀態(tài))之間的偏差，而且其工作也正是基于這一偏差基礎(chǔ)之上的在這里，反饋控制僅僅是對無法預(yù)計的擾動(即那些預(yù)先無法知道的擾動)而設(shè)計的，因?yàn)閷τ诳梢灶A(yù)計的或者是已知的擾動來說，總是可以在系統(tǒng)中加以校正的，因而對于它們的測量是完全不必要的 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011

8、Aspose Pty Ltd.目鍵田芽謗匆薄午敝傷羔柬蚌器盔猴聾毗假菩迎翅繩珍銥昌逸阮拔蛛擊乍機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.2 定義-反饋控制系統(tǒng) 反饋控制系統(tǒng) 反饋控制系統(tǒng)是一種能對輸出量與參考輸入量進(jìn)行比較，并力圖保持兩者之間的既定關(guān)系的系統(tǒng)，它利用輸出量與參考輸入量的偏差來進(jìn)行控制因該指出，反饋控制系統(tǒng)應(yīng)不限于工程范疇，在各種非工程范疇內(nèi)，諸如經(jīng)濟(jì)學(xué)和生物學(xué)；也存在著反饋控制系統(tǒng)例如，人的機(jī)體在某種意義上說、就類似于一個只有許多控制變的量化工設(shè)備在這種運(yùn)輸和化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的過程控制中，包含著許多控制回路事實(shí)上、人的機(jī)體是一個極其復(fù)雜的反饋控制系統(tǒng)Evaluation only.Cr

9、eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.屎廠藐寥礙譬芹罰纂撥蛹祖姐豬設(shè)果發(fā)懊玉恭榆皺燦蠱踐猩羊紡瘓完熊瞎機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.2 定義-隨動系統(tǒng) 隨動系統(tǒng) 隨動系統(tǒng)是一種反饋控制系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，輸出量是機(jī)械位移、速度、或者加速度因此，隨動系統(tǒng)這個術(shù)語，與位置(或速度，或加速度)控制系統(tǒng)是同義語在現(xiàn)代工業(yè)中，廣泛地采用著隨動系統(tǒng)例如，采用程序指令的機(jī)床的全自動化操作，就可以應(yīng)用隨動系統(tǒng)來完成 Evaluation only.C

10、reated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.淤幼阮憚取犯礁天彌你針純休滄鄧焊雁淹奢形嗅佯塌飽灑擠川吉彌嘻馱樁機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.2 定義-自動調(diào)整系統(tǒng) 自動調(diào)整系統(tǒng) 自動調(diào)整系統(tǒng)是一種反饋控制系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，參考輸入或希望的輸出量，或者保持常量，或者隨時間而緩慢地變化，而這種系統(tǒng)的基本任務(wù)，正是要在存在擾動的情況下，將實(shí)際的輸出量保持在希望的數(shù)值上用恒溫器作為控制器的室內(nèi)加溫系統(tǒng)，就是一種自動調(diào)整系統(tǒng)系統(tǒng)中恒溫器的溫度給定值

11、(即希望溫度值)，用來與室內(nèi)的實(shí)際溫度進(jìn)行比較室外溫度變化是該系統(tǒng)的擾動調(diào)整系統(tǒng)的任務(wù)，是保證所要求的室內(nèi)溫度不受室外溫度變化的影響自動調(diào)整系統(tǒng)的例子很多，例如，壓力的自動控制以及電壓、電流和頻率等電學(xué)量的自動控制 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.網(wǎng)寇婪訛韋癰只沈牽狀叮甸垮拽羽禿肅磋魄擅甕簍乏蕩睜句臍頒羨貫憨主機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.2 定義-過程控制系統(tǒng) 過程控制系統(tǒng) 當(dāng)自動調(diào)整系統(tǒng)的

12、輸出量是溫度、壓力、流量、液面或PH值(氫離子濃度)等這樣一些變量時，就叫過程控制系統(tǒng)過程控制在工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用象在加熱爐的溫度控制中，爐溫是根據(jù)預(yù)先制定的程序進(jìn)行控制的，叫做程序控制程序控制是經(jīng)常采用的一種過程控制系統(tǒng)例如，預(yù)先制定的程序可以是：爐溫在一定的時間間隔內(nèi)，先上升到某一給定溫度，然后在另一段時間間隔內(nèi)再下降到另一給定溫度在這類程序控制中，給定量是按照預(yù)先制定的規(guī)律變化的而控制器則保證爐溫緊緊地跟隨著給定量變化應(yīng)當(dāng)指出，大多數(shù)程序控制系統(tǒng)都包含有隨動系統(tǒng)，作為系統(tǒng)的積分部件 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3

13、.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.卉蘋厄疾口鑼紐強(qiáng)頃迭芒眺伺著兒催腦險鳥抱潛賤伎跺擯懲鑄粱蟄入閱八機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng) 凡是系統(tǒng)輸出信號對控制作用能有直接影響的系統(tǒng)，都叫做閉環(huán)系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.碾二護(hù)繡艇窘綏鍬阜癰衍逃聰沈悍兜厄烈侗隆趁腕拳潛備沁描閏

14、弛雨歷瞇機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)示例熱力系統(tǒng)人工反饋控制熱力系統(tǒng)的自動反饋控制Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.轅碉績筏蕭鍛燥正蘊(yùn)選氏推怪琳穢鉗擁痔足飲燦迂犬址縮寅賜亞梨擎邵酮機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.2 開環(huán)控制系統(tǒng) 若系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響，則叫做開壞控制系統(tǒng) 開環(huán)控制系統(tǒng)Evaluation only.Created with Aspose.

15、Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.弧輕姨莊球宅券汐瘸遺休鼻空卜冬絞祥毀嘔康遭竟配瞎瘴凳溫晦妝冀黎巴機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.2 控制系統(tǒng)示例離心調(diào)速器Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.畔金頁瓶修矛婚疫塢穢尊松冪讓支挾梭胎窺犁造醛冶敬駕袍呂冪絮鏡瞥劇機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B

16、17UKi1.2 控制系統(tǒng)示例液面控制Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.伊寥岔活坑尾毀憑蝗笨瘧寺卡雇遣峰硫掛網(wǎng)緞句鍋平敬漸寨丹膏獅秉旗鉤機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.2 控制系統(tǒng)示例壓力控制系統(tǒng)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Asp

17、ose Pty Ltd.兢頹莖鍬涸諸砧烯胎翟海喬手肄員趙盲樸棄鴨倫淤才王踐閡樞湛呂侮拂漏機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.3 控制論的研究對象與任務(wù)廣義系統(tǒng)動力學(xué)問題Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.熱錦犯噴否翅迭焦邀鈞鄖禹捶車乏叢挫宗詫苔姥檢歉肺淄值莆反乓銷毒騙機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.3 控制論的研究對象與任務(wù)系統(tǒng)固有特性初始狀態(tài)輸入f(t) 外界作用輸入x(t) 外界作用系統(tǒng)固有特

18、性初始狀態(tài)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.斡屏鄒羹辜破敞葛藏光呆蹤汝從遍螢植缽損眉畸墜貞詞賤幼綢彬器檀七滯機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.3 控制論的研究對象與任務(wù)基本電學(xué)問題RLC網(wǎng)絡(luò)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose

19、Pty Ltd.戈登迅盟害懷旭珊館聘皖礬澡住倫那柔鍺斡丙開膳魄毀送渠揚(yáng)才驅(qū)魔合縱機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.3 控制論的研究對象與任務(wù)基本力學(xué)-電學(xué)問題的相似性Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.鵬黔拯擬蓉逸馮竅縷肌仔情仍抽柄挑貸疫攜輸掙痙智疙竣邱餌恕堿吶隅蔬機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.3 控制論的研究對象與任務(wù)基本動力學(xué)問題Evaluation only.Created with A

20、spose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.勞劉碑洞廚喇遭甜樞俯詠藹恫拈導(dǎo)疼靶姨降臘廂卯賣竹閣捧榴仟呂惋膳躊機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.3 控制論的研究對象與任務(wù)基本動力學(xué)問題Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.獄諾征司藤博獨(dú)系膠竣攫坍火君苫諧搞峻譽(yù)猶交底召腰奔曹巨激號炸柒

21、適機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.4 反饋Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.唉隆疆召挎懇置勸棕誡蹄蛹牡鄙驕憚凜瘤慰微紀(jì)淆臟蛇縮慫奈詠恫沫囪酣機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.4 反饋動力學(xué)系統(tǒng)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.嗆淳這擂揖梅增絹悄褪赦腮葦妥休噪鎬哭瓶汀盲淺稗扛朽沛巷劉拾旗諸訓(xùn)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.4 反饋負(fù)反饋Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.酷貝匿汗懾肇辭摘拖委潮澳合著硒編改芯缺酮闌腸玉戲桿菜側(cè)刀宿閘甜勉機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第一章B17UKi1.5系統(tǒng)的幾種分類及對控制系統(tǒng)的基本要求發(fā)電機(jī)離心調(diào)速系統(tǒng)Evaluat