机电控制工程第二章
哈工大 机电控制系统 第二章
解：设摆杆重心在xy坐标系中的坐标为 ( x G , yG ) xG x l sin y
x
l
V H O u V
mg l H x M
摆杆重心的水平运动、垂直运动，小车水平运动方程分别为：
d2 m 2 ( x l sin ) H dt d2 m 2 l cos V m g dt d2 x M 2 uH dt
y
y x l l
x
图2-7
l cos O u M P mg l V x O u V M H mg l H x
a
b
2.2 机械转动系统建模
yG l cos 为导出系统的运动方程，右图 表示系统的隔离体受力图。摆杆绕 其重心的转动运动方程为：
J Vl sin Hl cos 其中J为摆杆绕重心的转动惯 量
f( t dx m 2 f (t ) B Kx dt dt 在零初始条件下对上式进行拉式变换， 整理可得该隔振系统的传递函数为：
G( s) X ( s) 1 2 F ( s) m s Bs K
图2-1
2.1 机械移动系统建模
整理得系统的传递函数为：
m K P xi B xo
X 0 ( s) Bs K X i (s) m s2 Bs K
2.2 机械转动系统建模
转动更是一种非常常见的机械装置运动形式，如：机床主 轴、飞轮装置等。下面也仅就一些实例说明其建模与分析方法 问题。 例2-4 图2-4所示为扭摆的简化物理模型，假设 K 力矩M直接施加在摆锤上。求系统的传递函数。
图2-5
J L s 2 0 (s) (Bs K )[i (s) 0 (s)]
2.2 机械转动系统建模
机电工程控制基础答案
机电工程控制基础答案【篇一：机电工程基础作业答案】>第一章习题答案一、简答1．什么是自动控制？就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程或被控对象的某一物理量(输出量)准确地按照给定的规律(输入量)运行或变化。
2．控制系统的基本要求有哪些？控制系统的基本要求可归结为稳定性；准确性和快速性。
3．什么是自动控制系统？指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。
它一般由控制装置和被控制对象组成4．反馈控制系统是指什么反馈？反馈控制系统是指负反馈。
5．什么是反馈？什么是正反馈？什么是负反馈？反馈信号(或称反馈)：从系统(或元件)输出端取出信号，经过变换后加到系统(或元件)输入端，这就是反馈信号。
当它与输入信号符号相同，即反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫正反馈。
反之，符号相反抵消输入信号作用时叫负反馈。
6．什么叫做反馈控制系统系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统称为反馈控制系统（或闭环控制系统）。
7．控制系统按其结构可分为哪3类？控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。
8．举例说明什么是随动系统。
这种系统的控制作用是时间的未知函数，即给定量的变化规律是事先不能确定的，而输出量能够准确、迅速的复现给定量(即输入量)的变化，这样的系统称之为随动系统。
随动系统应用极广，如雷达自动跟踪系统，火炮自动瞄准系统，各种电信号笔记录仪等等。
9．自动控制技术具有什么优点？⑴极大地提高了劳动生产率；⑵提高了产品的质量；⑶减轻了人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来，去从事更有效的劳动；⑷由于近代科学技术的发展，许多生产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的，还有许多生产过程则因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导等等。
在这种情况下，自动控制更加显示出其巨大的作用10．对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能有几种情况？单调过程衰减振荡过程持续振荡过程发散振荡过程二、判断1．自动控制中的基本的控制方式有开环控制、闭环控制和复合控制。
机电控制工程基础课后习题答案左健民
机电控制工程基础课后习题答案第一章：引论1.题目问题：简述机电控制工程的基本概念和发展历程。
答案机电控制工程是一个交叉学科，它涉及机械工程、电气工程和控制工程等多个学科的知识与技术。
其基本概念包括机电系统、控制系统和传感器系统。
机电系统由机械设备、电气设备和控制设备组成，用来完成特定的运动任务。
控制系统由传感器、控制器和执行器组成，用来监测和控制机电系统的运行状态。
传感器系统负责采集、测量和传输机电系统的运行数据。
机电控制工程的发展历程可以分为三个阶段。
第一个阶段是机械、电气和控制等学科独立发展的阶段，各自在不同领域取得了一定的成就。
第二个阶段是机械、电气和控制等学科开始相互交叉融合的阶段，机电系统的概念逐渐形成。
第三个阶段是机电控制工程逐渐成为一个独立学科，形成了一整套完整的理论和方法体系。
第二章：电气与电子技术基础2.题目问题：简述直流电路的基本特点和常用电路元件。
答案直流电路是指电流方向恒定的电路。
其基本特点包括以下几个方面：•电流方向不变。
在直流电路中，电荷只能沿着一个方向移动，电流的方向不会发生改变。
•电压稳定。
直流电源提供的电压一般是恒定的，不会发生明显的波动。
•电阻内部不产生能量损耗。
电阻元件在直流电路中，不会消耗电能，只会产生热能。
常用的直流电路元件包括电容器、电感器和电压源。
电容器用来存储电荷，具有储能效果。
电感器则用来存储磁能，具有阻尼和滤波效果。
电压源是直流电路中常用的电源元件，用来提供稳定的电压。
第三章：电路理论与分析3.题目问题：简述电路的戴维南定理和诺顿定理。
答案戴维南定理和诺顿定理是电路分析中常用的方法，用于简化电路的计算和分析。
•戴维南定理：戴维南定理又称为戴维南-诺顿定理，它指出：任意一个由电压源、电流源和电路元件组成的线性电路，可以用一个等效的电流源和等效的内阻表示。
通过计算戴维南等效电流源和内阻，可以将复杂的电路简化为一个更容易分析的等效电路。
•诺顿定理：诺顿定理是戴维南定理的一种特例，它用电压源和等效的电阻来表示电路。
机械控制工程基础第二章物理系统的数学模型及传递函数
系统的动态特性是系统的固有特性，仅 取决于系统的结构及其参数，与系统的输 入无关。
线性系统与非线性系统 线性系统 可以用线性微分方程描述的系统。如果方程的 系数为常数，则为线性定常系统；如果方程的
系数是时间t的函数，则为线性时变系统；
其中：
K1
f x1
,
x1 x10 x2 x20
K f 2
x2
x1 x10 x2 x20
滑动线性化——切线法
线性化增量方程
y=f(x)
为：
y y' =xtg
y0
A
切线法是泰勒级
x
数法的特例。
y y’
0
x0
x
非线性关系线性化
系统线性化微分方程的建立
步骤 确定系统各组成元件在平衡态的工作点； 列出各组成元件在工作点附近的增量方程； 消除中间变量，得到以增量表示的线性化微
y
f
(x0 )
df (x) dx
x
(x x0
x0 )
或：y
-
y0
=
y
=
Kx，
其中：K
df (x) dx
x
x0
上式即为非线性系统的线性化模型，称为增
量方程。y0 = f (x0)称为系统的静态方程；
由于反馈系统不允许出现大的偏差，因此，
这种线性化方法对于闭环控制系统具有实际
意义。
增量方程的数学含义就是将参考坐标的原 点移到系统或元件的平衡工作点上，对于实际 系统就是以正常工作状态为研究系统运动的起 始点，这时，系统所有的初始条件均为零。
i(t)
R
国家开放大学《机电控制工程基础》章节自测参考答案
国家开放大学《机电控制工程基础》章节自测参考答案第1章控制系统的基本概念一、单项选择题（共20道题，每题3分，共60分）1.产生与被控制量有一定函数关系的反馈信号的是（）a.反馈元件b.校正元件c.控制元件d.比较元件2.产生控制信号的是（）a.校正元件b.比较元件c.反馈元件d.控制元件3.以下（）是随动系统的特点。
a.输出量不能够迅速的复现给定量的变化b.给定量的变化规律是事先确定的c.输出量不能够准确复现给定量的变化d.输出量能够迅速的复现给定量的变化4.以下（）的给定量是一个恒值。
a.有静差系统b.恒值控制系统c.无静差系统d.脉冲控制系统5.反馈控制系统通常是指（）a.混合反馈b.干扰反馈c.正反馈d.负反馈6.如果系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，这样的系统一定是（）a.闭环控制系统b.正反馈环控制系统c.开环控制系统d.复合反馈系统7.开环控制系统的精度主要取决于（）a.系统的校准精度b.放大元件c.校正元件d.反馈元件8.数控机床系统是由程序输入设备、运算控制器和执行机构等组成，它属于以下（）a.程序控制系统b.恒值控制系统c.开环系统d.随动控制系统9.根据控制信号的运动规律直接对控制对象进行操作的元件是（）a.校正元件b.执行元件c.反馈元件d.比较元件10.没有偏差便没有调节过程，通常在自动控制系统中，偏差是通过（）建立起来的。
a.放大元件b.校正元件c.反馈d.控制器11.用来比较控制信号和反馈信号并产生反映两者差值的偏差信号的元件是（）a.反馈元件b.校正元件c.控制元件d.比较元件12.输入量为已知给定值的时间函数的控制系统被称为（）a.程序控制系统b.有静差系统c.脉冲控制系统d.恒值控制系统13.输入量为已知给定值的时间函数的控制系统被称为（）a.程序控制系统b.随动系统c.有静差系统d.恒值控制系统14.输出端与输入端间存在反馈回路的系统一定是（）a.开环控制系统b.正反馈环控制系统c.闭环控制系统d.有差控制系统15.（）是指系统输出量的实际值与希望值之差。
机电控制工程基础作业答案-2
机电控制工程基础第2次作业第3章一、简答1. 单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是什么 单位斜坡函数的拉氏变换结果是什么单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果：X r (s)=L[1(t)]=1/s单位斜坡函数的拉氏变换结果：X r (s)=L[At]=A/s 22．什么是极点和零点如果罗朗级数中有有限多个0z z -的负幂项，且m z z --)(0为最高负幂称0z 是f(z)的m 级极点。
)()()(0z z z z f m ϕ--=其中)(z ϕ在0z 解析且)(z ϕ不等于0，0z 是f(z)的m 级零点。
3. 某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则该系统的单位阶跃响应曲线有什么特点该系统的单位阶跃响应曲线动态过程呈现非周期性，没有超调和振荡4．什么叫做二阶系统的临界阻尼画图说明临界阻尼条件下二阶系统的输出曲线。
当ζ=1时是二阶系统的临界阻尼5．动态性能指标通常有哪几项如何理解这些指标延迟时间d t 阶跃响应第一次达到终值)(∞h 的50％所需的时间。
上升时间r t 阶跃响应从终值的10％上升到终值的90％所需的时间；对有振荡的系统，也可定义为从0到第一次达到终值所需的时间。
峰值时间p t 阶跃响应越过稳态值)(∞h 达到第一个峰值所需的时间。
调节时间s t 阶跃响到达并保持在终值)(∞h 5±％误差带内所需的最短时间；有时也用终值的2±％误差带来定义调节时间。
超调量σ％ 峰值)(p t h 超出终值)(∞h 的百分比，即σ％100)()()(⨯∞∞-=h h t h p ％6．劳斯稳定判据能判断什么系统的稳定性能够判定一个多项式方程在复平面内的稳定性。
7．一阶系统的阶跃响应有什么特点当时间t 满足什么条件时响应值与稳态值之间的误差将小于5～2%。
一阶系统的单位阶跃响应曲线是一条由零开始，按指数规律上升并最终趋于1的曲线，响应曲线具有非振荡特征，故又称为非周期响应。
当t=3T 或4T 时响应值与稳态值之间的误差将小于5～2%。
四川大学制造科学与工程学院本科课程《机电控制工程》教学
（1）能够将数学、自然科学、 运行等过程中的复杂工程问题所需的工程 机械工程基础知识和专业知识用于 基础知识和专业知识；
学习目标 1
解决机械工程领域设计、制造、运
1.3 能够运用数学、自然科学、工程基
行等方面的复杂工程问题。
础和专业知识解决机械工程领域的复杂工 学习目标 2
程问题。
3.2 具备与机械设计制造及其自动化领
7
（3）能够设计满足特定需求的 机械产品功能原理方案、零部件及 机械系统，或针对机械工程领域设 计、制造、运行等方面的复杂工程 问题，拟定相应的设计、制造、运 行方案，并能够综合考虑社会、健 康、安全、法律、文化以及环境因 素，体现创新意识。
域相关的社会、健康、安全、法律、文化 以及文化等方面的基础知识，针对机械工 程领域设计、制造、运行中的复杂工程问 题所提出的解决方案中，能够考虑上述因 素；
公路水运试验检测-交通工程第三篇-机电工程-第2章-监控设施(2)
[单（江南博哥）选题]1.气象检测器的能见度检测器的测量误差应小于（）。
A.±10%B.±8%C.±5%D.±2%参考答案：A参考解析：公路工程质量检验评定标准（JTG2182-2020）第二册机电工程见表2.2.2能见度误差为±10%或符合合同要求，检查方法：模拟、目测或标准能见度仪实地测量比对[单选题]2.气象检测器的风速检测器的测量误差应小于（）。
A.±10%B.±8%C.±5%D.±2%参考答案：C参考解析：公路工程质量检验评定标准（JTG2182-2020）第二册机电工程见表2.2.2风速误差为±5%或符合合同要求，检查方法：风速仪实地测量比对[单选题]3.下列检测设备中，属于交通信息检测设备的是（）。
A.火灾检测器B.能见度检测器C.冰、雪检测器D.视频车辆检测器参考答案：D参考解析：教材P356页，视频车辆检测器是采用视频图像处理技术，对交通动态信息进行检测的设备。
它可实时监测和传送车流量、车辆速度、占有率、排队长度等交通信息，实现对交通流的疏导与控制或作进一步分析处理用的检测器。
视频车辆检测器主要由视频检测摄像机和视频处理器等组成。
[单选题]4.气象检测器立柱竖直度偏差要求小于（）。
A.1mm/mB.2mm/mC.3mm/mD.5mm/m参考答案：D参考解析：公路工程质量检验评定标准（JTG2182-2020）第二册机电工程见表2.2.2气象检测器立柱竖直度偏差≤5mm/m，检查方法：铅锤、直尺或全站仪[单选题]5.能见度检测器的测量精度为（）。
A.±0.0001m-1B.±0.0002m-1C.±0.0003m-1D.±0.0005m-1参考答案：B[单选题]6.气象检测器的数据传输性能用数据传输测试仪实测，标准为（）。
A.BER≤10-6B.BER≤10-7C.BER≤10-8D.BER≤10-9参考答案：C参考解析：公路工程质量检验评定标准（JTG2182-2020）第二册机电工程见表2.2.2数据传输性能标准为24h观察时间内失步现象不大于1次或BER≤10-8，检查方法：查日志或用数据传输测试仪[单选题]7.车辆检测器、气象检测器、可变情报板、闭路电视系统设备等外场设备的安全保护接地电阻一般要求为（）。
2021年二级建造师《机电工程管理与实务》(第二章)苏婷精讲班讲义第7-14讲
此内容为第二章所有讲义，对应视频第7-14视频讲义。
2H312000 机电工程专业技术【本章学习提示】本章主要包含测量、起重、焊接三大专业技术，专业技术是机电工程施工技术的专业理论基础。
对于此三类施工技术是每年的考试重点内容，特别是起重技术、焊接技术与施工部分的安全管理、质量管理联系较为紧密，每项专业技术每年考核一道选择题，起重技术和焊接技术还会考查案例题。
学习本章节需要掌握每种施工技术的基本原理，在原理扎实的基础上进行延伸扩展。
【章节分值分布】节序节名2020 2019 2018 2017单选多选案例单选多选案例单选多选案例单选多选案例2H312000机电工程专业技术1 4 5 1 4 5 3 5 32H312010机电工程测量技术1 1 1 12H312020机电工程起重技术2 2 5 1 5 12H312030机电工程焊接技术2 5 2 1 12H312010 机电工程测量技术【本节考点概览】2H312011 测量的要求和方法2H312012 测量仪器的功能与使用【考点】工程测量的原理（★★）【真题分布数据统计】（2013单/2015单/2016单）（一）水准测量（水准=高度）水准测量原理是利用水准仪提供的水平视线，并借助水准尺来测定地面上两点间的高差，然后推算高程的一种测量方法。
测定待测点高程的方法有高差法和仪高法两种。
水准仪水准标尺读数2021年二级建造师《机电工程管理与实务》（第二章）苏婷老师精讲讲义（第二章）7-14讲1.高差法采用水准仪和水准尺测定待测点与已知点之间的高差，通过计算得到待定点高程的方法。
高差法 HB=HA+hAB=HA+（a-b）2.仪高法采用水准仪和水准尺，只需计算一次水准仪高程，就可以简便地测算几个前视点的高程。
例如：当安置一次仪器，同时需要测出数个前视点的高程时，使用仪高法是比较方便的。
记忆技巧：高差法—一对一，仪高法—一对多。
（二）基准线测量（经纬=角度）基准线测量原理是利用经纬仪和检定钢尺，根据两点成一直线原理测定基准线。
控制系统的动态数学模型
控制工程基础
2.1 系统的数学模型
数学模型是描述系统输入、输出量以及 内部各变量之间关系的数学表达式，它 揭示了系统结构及其参数与其性能之间 的内在关系。
静态数学模型 : 静态条件（变量各阶导
数为零）下描述变量之间关系的代数方 程。反映系统处于稳态时，系统状态有 关属性变量之间关系的数学模型。
控制工程基础
2.2 数学模型的线性化
线性化的提出： 线性系统是有条件存在的，只在一定的范围内 具有线性特性； 非线性系统的分析和综合是非常复杂的； 对于实际系统而言，在一定条件下，采用线性 化模型近似代替非线性模型进行处理，能够满 足实际。
控制工程基础
非线性系统数学模型的线性化
控制工程基础
非线性系统数学模型的线性化
增量方程的数学含义就是将参考坐标的原点移
到系统或元件的平衡工作点上，对于实际系统就是
以正常工作状态为研究系统运动的起始点，这时，
系统所有的初始条件均为零。 对多变量系统，如：y=f(x1,x2)，同样可采用 泰勒级数展开获得线性化的增量方程：数的拉式变换
幂函数(Power Function)：
函数的拉氏变换及反变换通常可以由拉氏变 换表直接或通过一定的转换得到。
控制工程基础
控制工程基础
拉氏变换积分下限的说明: 在某些情况下，函数 在t＝0处有一个脉冲函数。 这时必须明确拉氏变换的积分下限是0-还是0+， 并相应记为：
控制工程基础
拉普拉斯变换的定义
（1）当t<0时， ； t>0时， 区间上分段连续。 （2）存在一正实常数σ，使得： 为指数级的； 则函数 在任一有限
的拉普拉氏变换存在，并定义为： F (s) L f (t ) f (t )e st dt 0 s：拉普拉斯算子；Res> ；量纲为时间的倒数 f(t)：原函数（时间域）F(s)：象函数（复数域） L为拉氏变换的符号;
《机械控制工程基础》课程教学大纲
《机械控制工程基础》课程教学大纲一、课程基本信息1．课程编号：MACH4008012．课程体系 / 类别：专业类/专业核心课3．学时 /学分：56学时/ 3学分4．先修课程：高等数学、积分变换、理论力学、电工电子技术、机械设计基础、大学计算机基础、高级程序设计5．适用专业：机械大类专业（包括机械工程、车辆工程、测控技术与仪器、能源与动力工程和工业工程）二、课程目标及学生应达到的能力《机械控制工程基础》是西安交通大学机械类专业的一门专业核心课程，主要授课内容是运用现代数学知识、自动控制理论和信息技术来分析、设计典型机电控制系统。
旨在培养学生运用科学方法和工具来解决机械工程基本问题的系统分析设计能力、综合创新能力。
本课程的主要任务是通过课堂教学、计算机仿真实训、实验教学等教学方式，使学生掌握实现机械系统自动控制的基本理论；学会典型机电系统的数学建模、运行性能分析和系统设计、校正与补偿等基本知识和基本技能；具有基本的机电控制系统分析设计能力，以及对复杂机械系统的控制问题进行分析、求解和论证的能力，并了解机械控制领域的新理论和新技术，支撑毕业要求中的相应指标点。
课程目标及能力要求具体如下：课程目标 1. 掌握机械控制系统的基本概念和组成原理，具备自动控制原理与系统的基础概念；掌握典型机电传动单元与系统的数学建模方法；掌握机电系统的时域和频域分析设计校正方法。
（毕业要求中的第 1）课程目标 2. 培养学生对机械控制工程中复杂问题的分析能力，能够对复杂机械控制系统进行分析、设计，并能够采用相关软件进行模拟仿真，能够构建实验控制系统进行分析研究，具有研究和解决机械控制工程问题的能力。
（毕业要求中的第 2 、4）课程目标 3. 初步了解机械系统常用的控制方法，以及现代控制和智能控制的原理，了解机械控制理论的现状与发展趋势。
培养学生运用机械控制工程领域新技术新方法对复杂机械工程中的系统控制问题进行理论分析、实验研究的能力。
机电控制工程基础-形考册答案2
《机电控制工程基础》第二章形成性考核册作业习题答案1．什么是数学模型？描述系统在运动过程中各变量之间相互关系的数学表达式叫做系统的数学模型。
正确2．建立控制系统数学模型的主要方法哪些？建立控制系统数学模型的主要方法有解析法和实验法。
3．什么是系统的传递函数？在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为线性系统（或元件）的传递函数。
4．单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s)，则其闭环传递函数是什么？G(s)单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为1+G(s)5．二阶闭环系统传递函数标准型是什么？其中的变量有什么含义？二阶闭环系统传递函数标准型为ωn2/(s2+2ξωn s+ωn2)，其中称ξ为系统的阻尼比，ωn为无阻尼自振荡角频率。
6．微分环节和积分环节的传递函数表达式各是什么？微分环节：G(s)=s。
积分环节G(s)=1s7．振荡环节包含两种形式的储能元件，并且所储存的能量相互转换，输出量具有振荡的性质。
设振荡环节的输出量为x c，输入量为x r，其运动方程式和传递函数是什么？运动方程式为T 2d 2 xc+ Tdx c+ x= Kxdt 2k dt cr 其传递函数为G(s)=KT 2 s2+ T s +1k一、判断1．传递函数只与系统结构参数有关，与输出量、输入量无关。
正确2．对于非线性函数的线性化方法有两种：一种方法是在一定条件下，忽略非线性因素。
另一种方法就是切线法，或称微小偏差法。
正确3．在自动控制系统中，用来描述系统内在规律的数学模型有许多不同的形式，在以单输入、单输出系统为研究目标的经典控制理论中，常用的模型有微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性等。
正确4. 控制系统的稳态误差大小取决于系统结构参数和外输入。
正确5．传递函数是复变量 s 的有理真分式，分母多项式的次数 n 高于分子多项式的次数 m，而且其所有系数均为实数。
正确6．在复数平面内，一定的传递函数有一定的零，极点分布图与之相对应。
机电控制工程 (2)
机电控制工程1. 简介机电控制工程是指将机械工程和电气工程技术相结合，运用电子技术对机械系统进行控制和管理的工程领域。
机电控制工程在许多领域中起着重要的作用，如制造业、运输、航空航天等。
本文将介绍机电控制工程的基本概念、应用领域和相关技术。
2. 基本概念机电控制工程涉及到机械系统的控制和管理，其中主要包括以下几个方面：2.1 机械系统机械系统是由各种机械元件（如传动装置、传感器、执行机构等）组成的机械设备。
机械系统可以是简单的机械装置，也可以是复杂的工业生产线。
机械系统的设计和控制是机电控制工程的核心。
2.2 电子技术机电控制工程离不开电子技术的支持。
电子技术提供了各种各样的电子元件和电路，用于控制和管理机械系统。
例如，采用传感器感知机械系统的状态，通过电路将感知到的信号转化为控制信号，从而实现对机械系统的控制。
2.3 控制系统控制系统是机电控制工程中的一个重要概念。
控制系统可以是开环控制系统或闭环控制系统。
开环控制系统是指根据预先设定的规则进行控制，不考虑输出结果对控制系统的影响；闭环控制系统是指根据实际输出结果来调节控制动作，从而改善系统的性能和稳定性。
3. 应用领域机电控制工程在许多领域中都有广泛的应用，下面将介绍其中几个典型的应用领域。
3.1 制造业在制造业中，机电控制工程发挥着关键的作用。
机械设备的控制和管理对于生产效率和产品质量起着至关重要的作用。
例如，自动化生产线中的机器人系统，通过机电控制工程技术，可以实现对机器人的精确定位和操作控制，从而提高生产效率和质量。
3.2 运输在运输领域，机电控制工程用于实现交通工具（如汽车、火车、飞机等）的自动驾驶、导航和控制。
通过引入自动驾驶技术，可以提高交通工具的安全性和运行效率。
此外，机电控制工程还可用于实现交通信号灯的自动控制，以优化交通流量。
3.3 航空航天航空航天领域对机电控制工程的需求非常高。
机械系统的控制和管理关系到人员的安全和飞行器的稳定性。
机电控制工程基础资料整理
机电控制工程基础资料整理1. 介绍机电控制工程是一门涉及机械、电气和自动控制的综合学科。
它主要研究机械系统中的电气与电子技术应用，以及自动化控制理论与技术。
在现代工业中，机电控制工程被广泛应用于生产自动化、机器人技术、工业自动化、传感器技术等领域。
为了更好地理解和应用机电控制工程，以下是一些基础资料的整理，希望对初学者和感兴趣的人有所帮助。
2. 机电控制系统2.1 机械部分机械部分是机电控制系统的重要组成部分，包括机械结构、机械元件和机械传动装置。
机械结构是机电控制系统的骨架，它决定了机械部件的布局和运动方式。
机械元件是机械系统中的基本部件，如齿轮、轴、连杆等。
机械传动装置用于传递和改变动力和运动，包括传动轴、齿轮传动、皮带传动等。
2.2 电气部分电气部分是机电控制系统中的另一个重要组成部分。
它包括电路、电机和电源等。
电路是电气部分的核心，用于传输和控制电能。
电机是将电能转换为机械能的装置，可以分为直流电机和交流电机等不同类型。
电源是供给电气部分所需电能的装置，可以是电池、电网或发电机等。
2.3 自动控制部分自动控制部分是机电控制系统的关键组成部分。
它主要应用控制理论和控制器来实现对机械系统的控制。
自动控制系统的基本框架包括传感器、控制器和执行器。
传感器用于感知机械系统的状态和参数，控制器根据传感器反馈的信息进行控制决策，执行器负责执行控制器的指令。
3. 机电控制工程应用机电控制工程在许多领域中得到了广泛应用，下面列举了几个典型领域：3.1 生产自动化生产自动化指的是利用机械、电气和自动控制技术来实现生产过程的自动化。
它可以提高生产效率、降低生产成本，并且可以实现生产过程的灵活性和可控性。
在生产自动化中，机电控制工程被用于自动化生产线、机器人技术、智能仓储系统等。
3.2 工业自动化工业自动化是指利用机电控制工程技术对工业设备和系统进行自动化控制。
它可以提高工业生产的效率、质量和可靠性，减少人工操作的错误和劳动强度。
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• 2.5.2 旋转坐标工业机器人
第i-1坐标系到第i坐标系的变换矩阵
第1连杆的旋转动能
第2连杆的角速度
第2连杆的旋转动能
第3连杆动能表达式
第3连杆质心坐标位置
第3连杆旋转角速度为
第3连杆的总动能为
三ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ杆旋转坐标机器人的总动能为：
由总动能表达式可得：
各连杆的广义力为：
三连杆旋转坐标机器人的动态模型为：
2.6 微型机电系统
MEMS 是 MicroElectroMechanical System 的缩写
• 2.6.1 耦合静电场两端点对模型
• 2.6.2 MEMS 微结构力学模型
• 2.6.3 系统动态模型
• 1. 电场能量和电场力
静电场的总同等能量为
静电场作用力为
静电场力简化为
第二章 受控机械系统动态模型
• 2.3 机械传动 • 2.3.1 旋转/直线变换 • 2.3.2 速比折合
• 2.3.3 非刚性传动链
• 2.3.4 主谐振频率
• 2.5 定点旋转机械系统
• 2.51 磁悬浮轴承
• 2.5.2 三轴稳定平台
• 2.5 多刚体机械系统 • 2.5.1 球坐标工业机器人
• 2. 动力学方程
把作用代入以上方程，可以得到
• 3. 传递函数
闭环系统输出电压△U(s)可表示为:
为闭环传递函数
为开环传递函数