机电工程控制基础绪论演示课件(ppt41张)
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《机械工程控制基础》绪论 ppt课件
• 根据偏差的大小和
方向调节进水阀门的 开度，即当实际水位 高于要求值时，关小 进水阀门开度，否则 加大阀门开度以改变 进水量，从而改变水 箱水位，使之与要求 值保持一致。
图1p-p1t课件水箱水位的人工控制系统原理图11
实例一 水箱水位
2、自动控制：
当实际水位低于要求水位时，电位器输出电压值为正，且 其大小反映了实际水位与水位要求值的差值，放大器输出信号 将有正的变化，电动机带动减速器使阀门开度增加，直到实际 水位重新与水位要求值相等时为止。
✓ 将开环控制与闭环控制适当地结合在一起，通常比较经济， 并且能够获得满意的综合性能。
ppt课件
36
2、按系统性能来分
线性系统是指组成系统的元器件的静态特性为直线，能用 线性常微分方程描述其输出与输入关系的系统。线性系统的主 要特点是具有叠加性和齐次性。
本课程研究线性定常系统（或称为线性时不变系统、自治系 统），简单涉及非线性系统。
程序控制系统。特点：系统输 入量按预定程序变化。
ppt课件
38
4、按系统内部传输信号的性质来分
连续系统，各部分的输入和输出信号都是连续变化的模拟量， 可用微分方程来描述各部分输入-输出关系的系统。
离散系统，某一处或多处的信号以脉冲序列或数码形式传递 的系统。 离散系统也有线性离散系统和非线性离散系统、定常 离散系统和时变离散系统之分。
ppt课件
8
引言
一、自动控制技术应用于军事、航天领域 火炮、雷达、跟踪系统； 人造卫星； 宇宙飞船。
二、自动控制技术应用于工业生产过程 轧钢过程； 工业窑炉；石油化工； 水泥建材；玻璃、造
纸等 三、自动控制技术应用于现代农业生产
自动灌溉；农产品质量检测等。 四、自动控制技术应用于其他领域
方向调节进水阀门的 开度，即当实际水位 高于要求值时，关小 进水阀门开度，否则 加大阀门开度以改变 进水量，从而改变水 箱水位，使之与要求 值保持一致。
图1p-p1t课件水箱水位的人工控制系统原理图11
实例一 水箱水位
2、自动控制：
当实际水位低于要求水位时，电位器输出电压值为正，且 其大小反映了实际水位与水位要求值的差值，放大器输出信号 将有正的变化，电动机带动减速器使阀门开度增加，直到实际 水位重新与水位要求值相等时为止。
✓ 将开环控制与闭环控制适当地结合在一起，通常比较经济， 并且能够获得满意的综合性能。
ppt课件
36
2、按系统性能来分
线性系统是指组成系统的元器件的静态特性为直线，能用 线性常微分方程描述其输出与输入关系的系统。线性系统的主 要特点是具有叠加性和齐次性。
本课程研究线性定常系统（或称为线性时不变系统、自治系 统），简单涉及非线性系统。
程序控制系统。特点：系统输 入量按预定程序变化。
ppt课件
38
4、按系统内部传输信号的性质来分
连续系统，各部分的输入和输出信号都是连续变化的模拟量， 可用微分方程来描述各部分输入-输出关系的系统。
离散系统，某一处或多处的信号以脉冲序列或数码形式传递 的系统。 离散系统也有线性离散系统和非线性离散系统、定常 离散系统和时变离散系统之分。
ppt课件
8
引言
一、自动控制技术应用于军事、航天领域 火炮、雷达、跟踪系统； 人造卫星； 宇宙飞船。
二、自动控制技术应用于工业生产过程 轧钢过程； 工业窑炉；石油化工； 水泥建材；玻璃、造
纸等 三、自动控制技术应用于现代农业生产
自动灌溉；农产品质量检测等。 四、自动控制技术应用于其他领域
机电控制工程基础(第一章)
1 2 3 4
3.伺服系统又称随动系统 系统输入量随时间任意变化。 系统输出量常是机械位移、速度、加速度、力、 力矩等机械量。 系统的基本任务是使系统输出量能快速、准确地 跟随输入量变化。 机械加工中的仿形机床。 武器装备中的火炮自动瞄准系统、雷达跟踪系 统、导弹目标自动跟踪系统
1
2 3 4
发送电位器 接收电位器
1
2 3 4
动态过程（过渡过程）—— 系统受到外加信号作 用后，输出量随时间 t 变化的 全过程。
r(t)
c(t)
t
t
一种过渡过程是收敛的，即过渡过程结束后，系统 又趋于平衡状态，这类系统称为稳定的； 另一种过渡过程是发散的，这类系统称为不稳定的； 等幅振荡也被认为是不稳定的。 显然，系统稳定是保证系统能正常工作的首要条件。
1
2 3 4
比较
u1
+
电压 放大
执行电动机
功放
减速器
u2
+
热电偶
调压器
加热电阻丝
220V
~
图1-2恒温箱的自动控制系统
1
2 3 4
给定值（要求的温度）—— 由给定信号电压 u1控制 测量元件 —— 热电偶，把温度转换成对应的电压 信号 u 2 放大元件 —— 电压、功率放大器 执行元件 —— 执行电动机 受控对象 —— 恒温箱 被控量 —— 恒温箱的温度 干扰 —— 工件、环境温度等 偏差信号 —— ∆u = u − u
常用术语 1. 受控对象 —— 被操纵的机器、设备 2. 控制装置 —— 对受控对象起控制作用的设备总体 3. 被控量（输出量）—— 在工作过程中需要加以控制 的物理量 4. 输入量（给定值）—— 控制输出量变化规律的信号 5. 扰动 —— 除控制信号外，一切对系统输出量产生 影响的因素 6. 自动控制 —— 在没有人直接参与的情况下，利用 控制装置操纵受 控对象，使被控量等于希望值。
3.伺服系统又称随动系统 系统输入量随时间任意变化。 系统输出量常是机械位移、速度、加速度、力、 力矩等机械量。 系统的基本任务是使系统输出量能快速、准确地 跟随输入量变化。 机械加工中的仿形机床。 武器装备中的火炮自动瞄准系统、雷达跟踪系 统、导弹目标自动跟踪系统
1
2 3 4
发送电位器 接收电位器
1
2 3 4
动态过程（过渡过程）—— 系统受到外加信号作 用后，输出量随时间 t 变化的 全过程。
r(t)
c(t)
t
t
一种过渡过程是收敛的，即过渡过程结束后，系统 又趋于平衡状态，这类系统称为稳定的； 另一种过渡过程是发散的，这类系统称为不稳定的； 等幅振荡也被认为是不稳定的。 显然，系统稳定是保证系统能正常工作的首要条件。
1
2 3 4
比较
u1
+
电压 放大
执行电动机
功放
减速器
u2
+
热电偶
调压器
加热电阻丝
220V
~
图1-2恒温箱的自动控制系统
1
2 3 4
给定值（要求的温度）—— 由给定信号电压 u1控制 测量元件 —— 热电偶，把温度转换成对应的电压 信号 u 2 放大元件 —— 电压、功率放大器 执行元件 —— 执行电动机 受控对象 —— 恒温箱 被控量 —— 恒温箱的温度 干扰 —— 工件、环境温度等 偏差信号 —— ∆u = u − u
常用术语 1. 受控对象 —— 被操纵的机器、设备 2. 控制装置 —— 对受控对象起控制作用的设备总体 3. 被控量（输出量）—— 在工作过程中需要加以控制 的物理量 4. 输入量（给定值）—— 控制输出量变化规律的信号 5. 扰动 —— 除控制信号外，一切对系统输出量产生 影响的因素 6. 自动控制 —— 在没有人直接参与的情况下，利用 控制装置操纵受 控对象，使被控量等于希望值。
基础知识_机电控制工程PPT演示课件
an 11 an 0
2019年4月20日星期六
19
传递函数转换为状态方程
1 0 0 0 0 1 A 0 0 0 an an 1 an 2 C 1 0 0 , D 0 0 1 0 2 ,B 1 n 1 a1 n
机电控制工程
2019年4月20日星期六
1
教师资料
– – – – 姓名：张嵘 办公地点：五金库2006 联系方法：71335 E-mail：rongzh@
2019年4月20日星期六
2
2019年4月20日星期六
3
课程内容
– 机电系统建模 – 电机的原理与控制 – 伺服系统分析 – 实验
x Ax Bu y Cx Du
2019年4月20日星期六 20
状态方程转换为传递函数
Y ( s) 1 G( s) C ( sI A) B D U ( s)
2019年4月20日星期六
21
方块图
y (t ) Ku (t )
t
Y ( s ) KU ( s )
教学计划
– – – – 第1~8周 讲课 第9~14周 实验 第15周 课程设计讨论 第16周 考试
4
2019年4月20日星期六
考核要求
项目 比例
15％ 30％ 15％ 40％
备注
布置后两周内交齐， 过时无效 实验完成后两周内交 齐，过时无效 第16周交齐 开卷
作业 实验 大作业 考试
2019年4月20日星期六
输出
前馈控制器引入输入信号的导数分量， 加快系统对输入信号的响应速度
2019年4月20日星期六
19
传递函数转换为状态方程
1 0 0 0 0 1 A 0 0 0 an an 1 an 2 C 1 0 0 , D 0 0 1 0 2 ,B 1 n 1 a1 n
机电控制工程
2019年4月20日星期六
1
教师资料
– – – – 姓名：张嵘 办公地点：五金库2006 联系方法：71335 E-mail：rongzh@
2019年4月20日星期六
2
2019年4月20日星期六
3
课程内容
– 机电系统建模 – 电机的原理与控制 – 伺服系统分析 – 实验
x Ax Bu y Cx Du
2019年4月20日星期六 20
状态方程转换为传递函数
Y ( s) 1 G( s) C ( sI A) B D U ( s)
2019年4月20日星期六
21
方块图
y (t ) Ku (t )
t
Y ( s ) KU ( s )
教学计划
– – – – 第1~8周 讲课 第9~14周 实验 第15周 课程设计讨论 第16周 考试
4
2019年4月20日星期六
考核要求
项目 比例
15％ 30％ 15％ 40％
备注
布置后两周内交齐， 过时无效 实验完成后两周内交 齐，过时无效 第16周交齐 开卷
作业 实验 大作业 考试
2019年4月20日星期六
输出
前馈控制器引入输入信号的导数分量， 加快系统对输入信号的响应速度
第10章机电控制基础
10.1.2 自动控制的基本形式
自动控制有开环控制和闭环控制两种基本的控制方 式，对应的系统分别称为开环控制系统和闭环控制系统。
1．开环控制 开环控制系统的输出端和输入端不存在反馈关系，也
就是系统的输出量对控制作用不发生影响。这种系统既 不需要对输出量进行测量，也不需要将输出量与输入量 进行比较，控制装置与被控对象之间只有顺向作用，没 有反向联系。以图10.1所示的蓄水池液位控制为例，水 从进水管流入水池，然后从出水管流出，需要维持的过 程变量是蓄水池中的水位。这是一个开环控制系统，操 作人员通过人眼观察水池水位的高低，通过大脑判断实 际液位是否偏离希望的值，一边用手调整进水阀门的开 度，反复进行上述过程，将水位保持在希望的高度上。
图10.1 开环控制的蓄水池系统
机械工程概论
10.1 工业控制系统概述
开环控制系统的优点是结构简单，稳定性好，调试方便，成本低；缺点是抗干扰能力差，
当受到干扰的影响而使输出量发生变化时，系统没有自动调节能力，因此控制精度较低。一般
用于对控制性能要求不高，系统输入输出之间的关系固定，干扰较小或可以预测并能进行补偿
机械工程概论
10.1 工业控制系统概述
在过程控制里，关键在于使被控变量保持恒定，比如温度和压强等，其给定点(设定点)很 少改变，可能在数天内都保持不变。过程控制系统的目标是在被控变量受到扰动而波动时进行 调节和矫正，被控变量的变化以及系统为矫正这一变化而作出的反应通常都是比较慢的。而在 伺服系统，给定信号会经常地发生变化，而且一般变化非常迅速，控制的目标是要尽可能快而 准确地跟随给定信号的变化。
则浮标随之向下浮动。浮标通过一个机械连
接和进水阀相连，所以当水位上升时，浮标
向上浮动，推动杠杆进而使阀门关小，减少
机械工程控制基础ppt课件
16
为 了 规 范 事 业单位 聘用关 系，建 立和完 善适应 社会主 义市场 经济体 制的事 业单位 工作人 员聘用 制度， 保障用 人单位 和职工 的合法 权益
五、本课程参考书
杨叔子主编 版社
朱骥北主编 胡寿松主编 董景新编著
王积伟编著
《机械工程控制基础》
《机械控制工程基础》 《自动控制原理》 《控制工程基础》 《控制工程基础》
为 了 规 范 事 业单位 聘用关 系，建 立和完 善适应 社会主 义市场 经济体 制的事 业单位 工作人 员聘用 制度， 保障用 人单位 和职工 的合法 权益
机械设计制造(教材)
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
绪论 拉普拉斯变换的数学方法 系统的数学模型 系统的瞬态响应与误差分析 系统的频率特性 系统的稳定性分析 机械工程控制系统的校正与设计
二、控制理论的发展
控制理论发展大体可分三个阶段： 第一阶段： 20世纪40～50年代为经典控制论发展时期。经
典控制论的内容是以微分方程、传递函数为基 础，主要研究单输入、单输出控制系统的分析 和设计问题，对线性定常系统，这种方法是成 熟而有效的。
12
为 了 规 范 事 业单位 聘用关 系，建 立和完 善适应 社会主 义市场 经济体 制的事 业单位 工作人 员聘用 制度， 保障用 人单位 和职工 的合法 权益
实现控制的三个基本步骤
•不论采用人工控制还是自动控制都具有以下的共同点： •一是要检测被控制量的实际值； •二是被控制量的实际值要与给定值进行比较得出 偏差值； •三是要用偏差值产生控制调节作用再去消除偏差。
• 总结：检测偏差，消除偏差
23
为 了 规 范 事 业单位 聘用关 系，建 立和完 善适应 社会主 义市场 经济体 制的事 业单位 工作人 员聘用 制度， 保障用 人单位 和职工 的合法 权益
为 了 规 范 事 业单位 聘用关 系，建 立和完 善适应 社会主 义市场 经济体 制的事 业单位 工作人 员聘用 制度， 保障用 人单位 和职工 的合法 权益
五、本课程参考书
杨叔子主编 版社
朱骥北主编 胡寿松主编 董景新编著
王积伟编著
《机械工程控制基础》
《机械控制工程基础》 《自动控制原理》 《控制工程基础》 《控制工程基础》
为 了 规 范 事 业单位 聘用关 系，建 立和完 善适应 社会主 义市场 经济体 制的事 业单位 工作人 员聘用 制度， 保障用 人单位 和职工 的合法 权益
机械设计制造(教材)
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
绪论 拉普拉斯变换的数学方法 系统的数学模型 系统的瞬态响应与误差分析 系统的频率特性 系统的稳定性分析 机械工程控制系统的校正与设计
二、控制理论的发展
控制理论发展大体可分三个阶段： 第一阶段： 20世纪40～50年代为经典控制论发展时期。经
典控制论的内容是以微分方程、传递函数为基 础，主要研究单输入、单输出控制系统的分析 和设计问题，对线性定常系统，这种方法是成 熟而有效的。
12
为 了 规 范 事 业单位 聘用关 系，建 立和完 善适应 社会主 义市场 经济体 制的事 业单位 工作人 员聘用 制度， 保障用 人单位 和职工 的合法 权益
实现控制的三个基本步骤
•不论采用人工控制还是自动控制都具有以下的共同点： •一是要检测被控制量的实际值； •二是被控制量的实际值要与给定值进行比较得出 偏差值； •三是要用偏差值产生控制调节作用再去消除偏差。
• 总结：检测偏差，消除偏差
23
为 了 规 范 事 业单位 聘用关 系，建 立和完 善适应 社会主 义市场 经济体 制的事 业单位 工作人 员聘用 制度， 保障用 人单位 和职工 的合法 权益
机械工程控制基础-课件
0, t 0 I (t ) 1 , t 0
1 I (t )e dt s
, t 0 (t )} 0 , t 0
st
• 2 单位脉冲函数
L[ (t )] (t )e dt 1
0
• 3 单位斜坡函数
L[( t )]
t
0
f (t ) g ( )d f (t ) * g (t ) 叫做
of f (t ) and g (t ).
2-5 拉氏逆变换
• 1 拉氏逆变换的三种方法 • (1)查表法 由拉氏变换表直接查出与像函数 F(s)对应的原函数f(t). • (2)留数定理法 利用留数定理计算像函数的 原函数。 • (3) 部分分式法 先把像函数分解为部分分式，
L[ f (t )] F (s)
0
f (t )e st dt, t 0
• 2 拉氏逆变换 • 定义式
s j,
f (t ) 原函数，F (s) 像函数
2-3 典型时间函数的拉氏变换
• 1 单位阶跃函数
L[ I (t )}
st 0
其中， p1 , p 2 , p n 是极点， k1 , k 2 , k n 是待定常数 .则
• 例题2-6 p22
• （2）F(s)有重极点
F (S ) k11 B( S ) a n ( s p1 ) r ( s p r 1 ) ( s p n )
kn k12 k1r k r 1 r r 1 s p1 s p r 1 s pn ( s p1 ) ( s p1 ) 其中， p1 , p 2 , p n 是极点， k11 , k12 , k n 是待定常数 . k11 F ( s )(s p1 ) r k12
《机械工程控制基础》第五版配套PPT课件0-绪论(第一讲)
在船舶制造领域，从20世纪50年代开始，自 动控制技术的应用就比较快地发展起来，并成为 船舶发展的几个主要方面之一,出现了“无人值班” 的全自动化机舱 。
2020/12/2
❖自动控制：是指在没
有人直接参与的情况 下，利用控制装置使 被控对象（如机器、 设备或生产过程）的 一个或数个物理量（ 如电压、电流、速度 、位置、温度、流量 、化学成分等）自动 的按照预定的规律运 行（或变化）。
工程应用
2020/12/2
控制系统结构体系 控制系统数学模型
时域分析 频域分析 系统稳定性判据 系统性能指标 系统校正
安排
时
●学时与学分：40/2.一5 ．绪论
二．控制系统的
模型 6 学时
三．系统的时间
分析 6 学时
四．系统的频
性分析 8 学时
五．系统的稳
8 学时
六．系统的
指标与校正 4 学时
验： 2学时 2020/12/2
船用火力发电综合控制系统
2020/12/2
控制技术
应用举例 (2) 家 用 电 器
• 冰箱、洗衣机 • 家庭影院 • 微波炉 • ......
2020/12/2
控制技术
应用举例 (3) 消费类产品
• WalkMan • U盘、 MP3 • 手机应用产品 • ......
32、64等 合弦音MCU芯片
• 自然状态的不足!
2020/12/2
控制技术与工具
和人类发明了机械和交通技术和工具一样（主 要是材料和能量技术），人类也发明了非常丰富多 彩的控制技术和工具： • 输入（获取）：望远镜、传感器（发展较晚） • 传输：烽火台、旗语、鼓语、邮递、书籍、交通、 电报、电话、无线电、电视、Internet • 存储：结绳计数、文字、绘画、纸和印刷（非常伟 大的发明，现代技术很多方面都没有超过它）、照 相、录音、录像、数字存储 • 输出（表达）：文字、绘画、声音（音响）、图形 、图像（显示技术）（包括电影电视） • ★处理控制：算筹、算盘、计算器、微处理器、计 算机 • ★控制理论：经典、现代、大系统理论
2020/12/2
❖自动控制：是指在没
有人直接参与的情况 下，利用控制装置使 被控对象（如机器、 设备或生产过程）的 一个或数个物理量（ 如电压、电流、速度 、位置、温度、流量 、化学成分等）自动 的按照预定的规律运 行（或变化）。
工程应用
2020/12/2
控制系统结构体系 控制系统数学模型
时域分析 频域分析 系统稳定性判据 系统性能指标 系统校正
安排
时
●学时与学分：40/2.一5 ．绪论
二．控制系统的
模型 6 学时
三．系统的时间
分析 6 学时
四．系统的频
性分析 8 学时
五．系统的稳
8 学时
六．系统的
指标与校正 4 学时
验： 2学时 2020/12/2
船用火力发电综合控制系统
2020/12/2
控制技术
应用举例 (2) 家 用 电 器
• 冰箱、洗衣机 • 家庭影院 • 微波炉 • ......
2020/12/2
控制技术
应用举例 (3) 消费类产品
• WalkMan • U盘、 MP3 • 手机应用产品 • ......
32、64等 合弦音MCU芯片
• 自然状态的不足!
2020/12/2
控制技术与工具
和人类发明了机械和交通技术和工具一样（主 要是材料和能量技术），人类也发明了非常丰富多 彩的控制技术和工具： • 输入（获取）：望远镜、传感器（发展较晚） • 传输：烽火台、旗语、鼓语、邮递、书籍、交通、 电报、电话、无线电、电视、Internet • 存储：结绳计数、文字、绘画、纸和印刷（非常伟 大的发明，现代技术很多方面都没有超过它）、照 相、录音、录像、数字存储 • 输出（表达）：文字、绘画、声音（音响）、图形 、图像（显示技术）（包括电影电视） • ★处理控制：算筹、算盘、计算器、微处理器、计 算机 • ★控制理论：经典、现代、大系统理论
机电工程控制基础--01绪论
机电工程控制基础–01绪论1. 引言机电工程控制是现代工程技术的重要组成部分，它涉及到机械、电子、自动控制、计算机等多学科的知识，广泛应用于各个领域，如制造业、交通运输、能源等。
掌握机电工程控制的基础知识对于工程技术人员来说至关重要。
本文将介绍机电工程控制的基础概念、原理和应用，并对其重要性进行分析和总结。
2. 机电工程控制的定义机电工程控制是指通过控制系统，对机械、电气和电子设备进行调控和管理，以实现指定的功能和性能要求。
它通过传感器获取实时数据，并通过执行器作出相应反馈控制，从而控制和调节系统的运动、速度、力和位置等参数。
机电工程控制可以实现自动化生产、提高生产效率、节约能源和减少人力劳动等目标。
3. 机电工程控制的基础概念3.1 控制系统控制系统是机电工程控制的核心组成部分，它由输入、输出、控制器和执行器等组成。
输入是指传感器获取的实时数据，输出是指执行器根据控制器的指令进行的动作。
控制器是控制系统的决策中心，它根据输入数据进行计算和判断，然后产生输出信号。
执行器是控制系统的执行部分，根据控制器的指令执行相应的动作，从而实现对机械和电子设备的控制。
3.2 反馈控制反馈控制是机电工程控制的一种重要方法，它通过不断检测输出信号，并将其与期望值进行比较，从而调节控制器的输出信号。
反馈控制可以有效地抑制外界干扰和系统误差，提高系统的稳定性和精度。
3.3 闭环控制和开环控制闭环控制和开环控制是机电工程控制中常用的控制策略。
闭环控制是指控制系统通过反馈信号进行控制，可以根据系统的实际状态进行动态调节。
开环控制是指控制系统没有反馈信号，只根据输入信号进行控制。
闭环控制具有抗干扰能力强、自适应性好等优点，但对系统的稳定性和响应速度要求高，开环控制则适用于简单的、稳定的系统。
4. 机电工程控制的原理机电工程控制的原理主要包括系统建模、控制器设计和控制算法等。
系统建模是指将机电系统抽象为数学模型，描述系统的结构和动态特性。
机械工程控制基础【共81张PPT】精选全文完整版
2、传递函数确定
（1）对实验测得的系统对数幅频曲线进行分段处理。即用斜率 为20dB/dec整数倍的直线段来近似测量到的曲线。
（2）当某处系统对数幅频特性渐近线的斜率发生变化时，此 即为某个环节的转折频率。①当斜率变化+20dB/dec时,可知处 有一个一阶微分环节Ts+1; ②若斜率变化+40dB/dec时，则处 有一个二阶微分环节 (s2/ 2n+2s/n+1) ③ 若斜率变化 20dB/dec时,则处有一个惯性环节1/(Ts+1);③若斜率变化40dB/dec时，则处有一个二阶振荡环节1/ (s2/ 2n+2s/n+1) 。
系统开环的对数幅频特性:
n
L() 20 lg A() 20 lg[ Ai ()]
n
20 lg Ai ()
i 1
i 1 n
Li ()
开环相频特i性1 :
n
() G( j) i ()
由此看出，系统的开环i对1 数幅频特性L(ω)等于各
个串联环节对数幅频特性之和；系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的开环相频特
性 等于各个环节相频特性之和。
即用斜率为 20dB/dec整数倍的直线段来近似测量到的曲线。
绘图制4-1系7 统纯开微环分2对环数节幅的频Bo特de性图曲线的一般步骤：
2
(2) 将各环节的对数幅频特性和相频特性曲线分别画于半对数
极坐标图在 时，在实轴上的投影为实频特性 ，在虚轴上的投影为虚频特性
对数相频特性横轴采用对数分度，纵轴为线性分度，单位为度。
曲线。
对数幅频特性的纵轴
为L(ω)=20lgA(ω)采用线 性分度，A(ω)每增加10 倍，L(ω)增加20dB；横坐 标采用对数分度，即横 轴上的ω取对数后为等 分点。
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在机电工程问题上，机械、电气、液压和计算机被广 泛采用，而且常常互相渗透、相互配合，这就需要结 合机电液系统阐述工程上共同遵循的基本控制规律， 即“机电工程控制基础”。
机电工程控制基础
河北工程大学
9
Hebei University
of Engineering
控制论概述 控制论是关于控制原理与控制方法的学科，它研究 事物变化和发展的一般规律。 “控制论”的两个核心是信息论和反馈控制。 首先创立控制论学科的是美国的数学家、信息理论 家(Norbert Wiener)诺伯特·维纳，他于1948年发表了 “控制论”。 1954年我国科学家钱学森出版专著《工程控制论》 (英文版)，首先把控制论推广到工程技术领域。
3
该课程与其它课程的关系，如下图所示：
河北工程大学
Hebei University of Engineering
信号与系统
复变函数、 拉普拉斯变换
大学物理
理论力学
机电工程控制理论
高等数学 线性代数
电路理论
模拟电子技术 机械原理 电机与拖动
机电工程控制基础
4
基本概念
机
基础知识
控制系统结构体系
电
工
控制系统数学模型
金融：货币控制 家庭：电饭煲，洗衣机，空调，冰箱
例.[钢铁轧制]:轧出厚度一致的高精度铁板存在温度控制,生铁 成分控制,厚度控制,张力控制,等等。
机电工程控制基础
举例：智能楼宇的控制
12
河北工程大学
Hebei University of Engineering
可视对讲、室内报警、远程家电控制…….
学科，侧重介绍机械工程的控制原理，同时密切结合工程实际，
是一门技术基础课程。
机械制造技术发展的一个明显而重要的趋势——越来越广泛而 深入地引入了控制理论。
数控机床、工业机器人、机床动态分析与测试、电气液压伺服系统
是科学方法论之一，强调用系统的、反馈的、控制的方法来分 析研究工程实际问题。
机电工程控制基础
机电工程控制基础
在日常生活中
13
河北工程大学
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机电工程控制基础
14
道路交通的应用——车牌自动识别
河北工程大学
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机电工程控制基础
15
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教学讲稿
河北工程大学
1
Hebei University
of Engineering
机电工程控制基础
河北工程大学 机电工程学院
周雁冰
机电工程控制基础
河北工程大学
2
Hebei University
of Engineering
控制论
经典控制理论 现代控制理论
“机电工程控制基础”是控制论与机电工程技术理论之间的交叉
系统的要素
元素 元素之间的联系
输入(激励)、 干扰(扰动)
外界对系统的作用 系统与外界的交互作用
系统对外界的作用
输出(响应)
机电工程控制基础
17
河北工程大学
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机械工程中的广义系统：元件、部件、仪器、设备；加工过 程、操作设备、测量；车间、部门、工厂、企业、企业集团、 全球制造行业等
of Engineering
自动控制技术应用于军事、航天领域 火炮、雷达、跟踪系统； 人造卫星；宇宙飞船。
自动控制技术应用于工业生产过程 轧钢；工业窑炉；石油化工；水泥建材；玻璃、造纸等
自动控制技术应用于现代农业生产 自动灌溉；农产品质量检测等。
自动控制技术应用于其他领域 生物：人口控制，药物动力学
机电工程控制基础
18
河北工程大学
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2、动力学问题:
系统在外界作用（输入或激励、包括外加控制与外界干扰）
下，从一定初始状态出发，经历由其内部的固有特性（由系统
的结构与参数所决定）所决定的动态历程（输出或响应）。
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机电工程控制基础
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8
Hebei University
of Engineering
自动控制技术及理论已经广泛应用于机械、冶金、石 油、化工、电子、电力、航空、航海、航天、核反应 堆等各个领域。
自动控制理论是研究关于自动控制系统组成、分析和 设计的一般性理论，是研究自动控制共同规律的技术 科学。
教辅用书
《自动控制原理》 胡寿松等编 国防工业出版社 《机械工程控制基础》 杨叔子、杨克冲等编著 华 中科技大学出版社
机电工程控制基础
7
第一章 绪论
1.1 概述 1.2 自动控制系统的基本概念 1.3 对控制系统的基本要求 1.4 自动控制简史 1.5 控制工程实践 1.6 本课程的特点与学习方法
机电工程控制基础
10
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控制论与其它学科结合，形成众多的分支学科。
经济学
经济控制论
控制论
社会学 生物学 工程技术
社会控制论 生物控制论 工程控制论
机械工程
机械工程控制论 （机电工程控制论）
机电工程控制基础
河北工程大学
11
Hebei University
勇气号火星探测器（美国）
机电工程控制基础
16
河北工程大学
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机械工程控制论——研究机械工程技术中广义系统的动力学问题
研究的对象：系统（广义系统） 研究的任务：动力学问题 研究的领域：机械工程领域
1、系统——按一定规律联系在一起的元素的集合。
程
时域分析
控 分析方法 频域分析
制
系统稳定性判据
基
系统性能指标
础 工程应用
系统校正
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机电工程控制基础
河北工程大学
5
Hebei University
of Engineering
课堂教学内容
1 绪论
2 控制系统的数学模型(除2.2、2.5)
3 系统的时间响应与快速性分析(除3.5)
4 稳态误差与准确性分析
基
5 控制系统的频域分析
础 知
6 控制系统的稳定性
识
7 系统的性能分析与校正
其它章节内容为课外自学内容
机电工程控制基础
6
教学用书 《机电工程控制基础》 吴炳胜主编 冶金工业出版社
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机电工程控制基础
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控制论概述 控制论是关于控制原理与控制方法的学科，它研究 事物变化和发展的一般规律。 “控制论”的两个核心是信息论和反馈控制。 首先创立控制论学科的是美国的数学家、信息理论 家(Norbert Wiener)诺伯特·维纳，他于1948年发表了 “控制论”。 1954年我国科学家钱学森出版专著《工程控制论》 (英文版)，首先把控制论推广到工程技术领域。
3
该课程与其它课程的关系，如下图所示：
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信号与系统
复变函数、 拉普拉斯变换
大学物理
理论力学
机电工程控制理论
高等数学 线性代数
电路理论
模拟电子技术 机械原理 电机与拖动
机电工程控制基础
4
基本概念
机
基础知识
控制系统结构体系
电
工
控制系统数学模型
金融：货币控制 家庭：电饭煲，洗衣机，空调，冰箱
例.[钢铁轧制]:轧出厚度一致的高精度铁板存在温度控制,生铁 成分控制,厚度控制,张力控制,等等。
机电工程控制基础
举例：智能楼宇的控制
12
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可视对讲、室内报警、远程家电控制…….
学科，侧重介绍机械工程的控制原理，同时密切结合工程实际，
是一门技术基础课程。
机械制造技术发展的一个明显而重要的趋势——越来越广泛而 深入地引入了控制理论。
数控机床、工业机器人、机床动态分析与测试、电气液压伺服系统
是科学方法论之一，强调用系统的、反馈的、控制的方法来分 析研究工程实际问题。
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机电工程控制基础
在日常生活中
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道路交通的应用——车牌自动识别
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河北工程大学 机电工程学院
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控制论
经典控制理论 现代控制理论
“机电工程控制基础”是控制论与机电工程技术理论之间的交叉
系统的要素
元素 元素之间的联系
输入(激励)、 干扰(扰动)
外界对系统的作用 系统与外界的交互作用
系统对外界的作用
输出(响应)
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机械工程中的广义系统：元件、部件、仪器、设备；加工过 程、操作设备、测量；车间、部门、工厂、企业、企业集团、 全球制造行业等
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自动控制技术应用于军事、航天领域 火炮、雷达、跟踪系统； 人造卫星；宇宙飞船。
自动控制技术应用于工业生产过程 轧钢；工业窑炉；石油化工；水泥建材；玻璃、造纸等
自动控制技术应用于现代农业生产 自动灌溉；农产品质量检测等。
自动控制技术应用于其他领域 生物：人口控制，药物动力学
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2、动力学问题:
系统在外界作用（输入或激励、包括外加控制与外界干扰）
下，从一定初始状态出发，经历由其内部的固有特性（由系统
的结构与参数所决定）所决定的动态历程（输出或响应）。
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自动控制技术及理论已经广泛应用于机械、冶金、石 油、化工、电子、电力、航空、航海、航天、核反应 堆等各个领域。
自动控制理论是研究关于自动控制系统组成、分析和 设计的一般性理论，是研究自动控制共同规律的技术 科学。
教辅用书
《自动控制原理》 胡寿松等编 国防工业出版社 《机械工程控制基础》 杨叔子、杨克冲等编著 华 中科技大学出版社
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第一章 绪论
1.1 概述 1.2 自动控制系统的基本概念 1.3 对控制系统的基本要求 1.4 自动控制简史 1.5 控制工程实践 1.6 本课程的特点与学习方法
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控制论与其它学科结合，形成众多的分支学科。
经济学
经济控制论
控制论
社会学 生物学 工程技术
社会控制论 生物控制论 工程控制论
机械工程
机械工程控制论 （机电工程控制论）
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机械工程控制论——研究机械工程技术中广义系统的动力学问题
研究的对象：系统（广义系统） 研究的任务：动力学问题 研究的领域：机械工程领域
1、系统——按一定规律联系在一起的元素的集合。
程
时域分析
控 分析方法 频域分析
制
系统稳定性判据
基
系统性能指标
础 工程应用
系统校正
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课堂教学内容
1 绪论
2 控制系统的数学模型(除2.2、2.5)
3 系统的时间响应与快速性分析(除3.5)
4 稳态误差与准确性分析
基
5 控制系统的频域分析
础 知
6 控制系统的稳定性
识
7 系统的性能分析与校正
其它章节内容为课外自学内容
机电工程控制基础
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教学用书 《机电工程控制基础》 吴炳胜主编 冶金工业出版社
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