第0章 绪论.

绪论
5. 如何学习“控制电机”这门课程
本课程的任务是学习和掌握主要控制电机的基本原理、 分析方法、基本性能和使用方法。 学习时要集中精力掌握基本规律和主要理论，将各种电 机联系起来，在分析与掌握一些共同规律的同时，注意 每种电机所具有的特殊性。 对于电气工程及其自动化专业的学生来说，主要任务是 正确使用控制电机，重点在于学习控制电机的特性和使 用方法。
绪论Leabharlann 3. 自动控制系统对控制电机的基本要求
高可靠性。控制电机的工作可靠性对保证自动控制系统的正常工作 极为重要。在宇宙航行系统、军事装备和一些现代化生产系统中， 对所用控制电机的可靠性总是提出第一位的要求。无刷电机的可靠 性比有刷电机好。 高精度。在军事设备、无线电导航、无线电定位、位置指示、自动 记录、远程控制、机床加工、自动控制等系统中，对精度要求越来 越高，因而相应的这些系统中所使用的控制电机在精度方面也提出 了更高的要求，有时它们的精度对系统起着决定性的作用。 快速响应。由于自动控制系统中主令信号变化很快，所以要求控制 电机特别是功率元件能对信号做出快速响应。
绪论
2. 控制电机的分类
执行元件（功率元件）。它包括直流伺服电动机、交流伺服电动机、 步进电动机和力矩式自整角接收机等。这些控制电机的任务是将电 信号转换成轴上的角速度、线速度和角位移，并带动控制对象运动。 因向控制对象输出机械功率，所以此类控制电机又称为功率元件。 测量元件（信号元件）。它包括直流测速发电机、交流测速发电机、 控制式自整角机等。这些电机的任务是将机械转速、转角和转角差 转换成为电压信号。由于它们能够测量机械转速、转角和转角差， 所以称为测量元件。因为它们是把机械量转换为电压信号送入自动 控制系统中，所以又称为信号元件。
《控制电机 第三版》

静力学： 物体的平衡条件--平衡微分方程和应力边界条件。 几何学： 位移与应变的关系--变形协调关系（几何方程和 位移边界条件）。 物理学： 应力与应变（或应变增量）的关系--本构关系。 如在材料力学中推导扭转切应力、弯曲正应力 时都应用了上述关系。
8、求解弹塑性力学问题的数学方法
由几何方程、物理方程、平衡方程及力和位移的边 界条件求出位移、应变、应力等函数。 精确解法：能满足弹塑性力学中全部方程的解。例 如运用分离变量法将偏微分方程组解耦并化为常微分方 程组进行求解，另外还有级数解法、复变函数解法、积 分变换等。 近似解法：根据问题的性质采用合理的简化假设而 获得近似结果；如有限元法、边界元法、有限差分法 等。
ε ≤ ε s 时，σ = Eε ε > ε s 时，σ = σ s sign ε
⎧1, 当 σ > 0 ⎪ ⎪ sign σ = ⎨0, 当 σ = 0 ⎪ ⎪ ⎩-1, 当 σ < 0
εs = σs E
4、线性强化（硬化）弹塑性模型
假设拉伸和压缩时屈服应力 的绝对值和强化模量E’都相同， 当不卸载时，应力—应变关系可 以写成
如：梁的弯曲问题
弹性力学
材料力学
当 l >> h 时，两者误差很小。
材料力学计算简单而结果往往是近似的，但不少情 况下精度可以满足工程要求的 变截面杆的分析
o
σ (x )
σ
(x )
? P
P x
τ (x )
二、弹塑性力学的基本假设
¾ 连续性假设，应力、应变和位移都可以用坐标的 连续函数表示，便于应用连续和极限的概念。 ¾ 均匀性假设，物体各部分的物理性质都相同，并 不会随坐标位置的改变而发生变化。 ¾ 各向同性假设，物体在各个方向具有相同的物理 性质，弹性常数不随坐标方向的改变而改变。

第1章 平面机构及其运动简图
4、平面机构的自由度
（5）平面机构自由度的计算：
机构的自由度F—— 机构相对机架（固定构件）所具有的 独立运动的数目。
F 3n 2PL PH
（要求：熟记公式）
式中：n为活动构件数，PL为低副数量，PH为高副数量。 （6）计算平面机构自由度时的几种特殊情况 复合铰链 —— 两个以上的构件在同一处以转动副相联。 K个构件汇交而成的复合铰链应具有（K-1）个转动副。 局部自由度—— 构件局部运动所产生的不影响整个机构运 动的自由度，是多余的自由度，在计算时应略去不计。 虚约束—— 对机构运动不起限制作用的重复约束。计算自 由度时应去掉虚约束。
第1章 平面机构及其运动简图
1、平面机构的组成
（1）构件：彼此相对运动的运动单元体。一个构件可以是一 个单独制造的零件，也可以是由若干零件连接构成的组合体。 （2）机构主要由： 主动件、从动件、机架三部分组成。 如内燃机：汽缸体是机架，
活塞是主动件，
曲轴是从动件， 连杆称为联运件。
第1章 平面机构及其运动简图
死点位置的运用：a.机床夹具；b.飞机起落架；c.钻床夹具；等等
第3章 凸轮机构
1、凸轮机构的应用和类型
（1）凸轮机构常用于将主动件的连续转动转变为从动件的往 复移动或摆动，使从动件获得预先给定的运动规律。凸轮机构 是高副机构。凸轮的轮廓曲线或沟槽决定了从动件的运动规律。
（2）组成：主要由凸轮、从动件和机架组成。 （3）按凸轮形状分类：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮； 按从动件的结构形式分类：尖顶从动件、滚子从动件、 平底从动件； 按从动件的运动形式分类：移动从动件、摆动从动件。
第2章 平面连杆机构
3、平面四杆机构的工作特性

机构可以定义为：是一个具有确定的机械运动的构
件系统，或称它是用来传递运动和动力的可动装置。
常见机构
连杆机构
凸轮机构
齿轮机构
轮 系
§0-1 课程的研究对象与内容
有关定义及相互关联 机械：机器和机构的总称。
如：
机器：执行机械运动，用以变换或传递能量、物料或信息。
半自动钻床——实现确定的机械运动，又作有用的机械功 内燃机——转换能量 机械手——传递物料 照相机——传递信息
国际太空站
航天飞机正在利用机械臂施放哈 勃空间望远镜
机械发展的历史回顾
展望刚刚到来的21世纪，智能机械、微型机构、仿生机械的蓬 勃发展，将促进材料、信息、计算机技术、自动化等领域的交叉与 融合，进一步丰富和发展机械基础学科知识。
用光刻技术做成的微米尺寸的机械
蜘蛛形探雷机器人
机械发展的历史回顾
机械科学与技术发展或许是我们限定思维 所难以展望的，但人们在机械创新的漫漫征程中 所积累的机械设计基础知识为我们提供了认识和 改造客观世界的基础。

现代化机器的组成
一台典型的现代化机器是由四个部分组成的，即 动力部分、传动部分、执行部分和控制部分。
动力机构
传动机构 机器主体
机 器
执行机构
控制系统
这是最常用的交流异步电动机
液压油缸
气缸
轿车的组成
图示轿车除原动机部分、传动部分和执行部分外，还包含了控制系统和其它辅助系统
什么是机构呢？
一部机器可能包含多种类型的机构，也可能只包含一种机构。
1898年问世的“雷诺”牌汽车
“圣路易斯精神”号飞机 1927年美国人林德伯格驾驶着它完成了人 类首次不着陆飞越大西洋的壮举。