机电控制工程

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机电控制及其自动化

机电控制及其自动化是指利用电气和机械控制技术实现对机械设备的控制和自

动化操作。机电控制系统包括电气控制和机械传动两个部份，通过电气信号控制机械设备的运动和工作状态。

机电控制系统的基本组成部份包括传感器、执行器、控制器和电源。传感器用

于检测机械设备的运动和工作状态，将其转换成电气信号；执行器根据控制信号驱动机械设备进行相应的运动和动作；控制器接收传感器信号，并根据预设的控制算法生成控制信号，控制机械设备的运动和工作状态；电源为机电控制系统提供电能。

机电控制系统的自动化是指通过自动控制技术实现机械设备的自动化操作。自

动化可以提高生产效率、降低劳动强度、提高产品质量和稳定性。常见的机电控制系统的自动化应用包括工业生产线、机器人、自动化仓储系统等。

机电控制及其自动化是现代工业生产的重要技术之一，广泛应用于各个领域，

如创造业、交通运输、能源、医疗、农业等。随着科技的发展和智能化水平的提高，机电控制及其自动化将在未来发挥更加重要的作用。

机电控制工程基础考试复习题

重点题： 1.Nyquist 图 2.Bode 图。

3.稳定性分析及劳斯判据

4.稳态误差

5.时域性能指标，频率性能指标求取（稳定裕量的指标求取（wc ，r ））

第一章习题答案

一、简答一、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。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。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。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。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。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。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。

机电控制工程基础考试题库

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

机电控制工程基础课程教学大纲

第一部分大纲说明

1. 课程性质与任务

课程性质：

本课程是中央广播电视大学机械设计制造及其自动化专业的一门必修专业基础课程。

课程任务：

通过本课程的教学和实践，使学生掌握自动控制的基本理论、自动控制系统校正及设计基本方法，全面培养学生分析系统、设计系统的能力，使学生在面对实际问题时，能够站在系统的、全局的高度来思考。

2．本课程与相关课程的关系

先修课：微积分初步、C语言程序设计、电路分析基础等。

后续课：计算机控制技术、机电一体化系统设计基础、信号处理原理等。

3．课程的教学基本要求

（1）了解自动控制系统的基本概念，区分开环与闭环控制系统；

（2）能够熟练建立机电系统的微分方程、传递函数这两种形式的数学模型，掌握系统复杂动态结构图的化简；

（3）理解系统时域分析的基本概念，熟练求解一阶和二阶系统的响应，深刻理解系统稳定性的基本概念，掌握Routh稳定性判据的基本思想，熟练求解系统的稳态误差；

（4）深刻理解频率法的基本概念，熟练掌握典型环节频率特性的绘制方法，重点掌握系统暂态特性和开环频率特性的关系;

（5）掌握典型系统根轨迹的绘制原则；

（6）理解控制系统校正的一般概念，熟练掌握系统的串联校正、并联校正和前馈校正等补偿方法。

4．教学方法和数学形式建议

本课程是一门理论性和实践性都很强的课程，涉及面较宽，所以要强调利用多种教学手段，完成大纲要求。课程教学形式建议以课堂讲授为生，辅助实践环节的训练，并通过课后练习和自学加强对所学知识的理解。有条件时可进行网上教学。

课堂讲授

（1）建议利用电子教案或课件，结合板书授课，这样既可增大信息量又使学生思路跟得上教师的讲课进度；

机电控制工程基础第二章

（2）模、相角
F s Fx2 Fy2 F 相角 F s arctan y Fx
模
（3）复数的共轭
F ( s) Fx jFy
一、拉氏变换的定义以时间t 为自变量的实变函数f(t)，它的定义域是 t 0 当 t 0 时， f(t)=0，那么f(t)的拉普拉斯变换定义为
线性化方程
2 p0
1 2 3 4 5
30
y
y
dy dx x
x0
f x
A
y
注意下列几点：
y0
0
1）必须明确系统平衡工作点对不同的工作点，线性化的结果不同因不同工作点的切线斜率不同 2）线性化是在系统平衡点附近小范围内进行
3）对于某些典型的本质非线性，如继电器特性、间隙、死区、摩擦特性等，当它们对系统影响很小时，可忽略不计
x0
x
x
1 2 3 4 5
31
微分方程 L
解微分方程
f(t)
L1
解代数方程
代数方程求解微分方程
F(s)
32
第三节拉氏变换与反变换
1 复数有关概念
（1）复数、复函数复数
s j
复函数 F ( s) Fx ( s) jFy ( s)
例1 F ( s ) s 2 2 j
T
J 1 B1

机电工程安装技术要点及质量控制分析

摘要：机电工程安装施工企业若想充分保障机电工程安装质量,提高其安装

水平,就必须深入了解机电工程安装各环节的技术要点。在加强引线安全检测,落

实机械设备、母线、低配电箱安装以及预埋线管和孔洞施工的基础上,保证机电

工程安装各施工环节的操作达到规定要求。

关键词：机电工程；安装技术要点；质量控制；分析

1机电安装工程技术要点

1.1引线安全检测技术要点

在开展引线安全检测工作过程中,相关人员不仅要全面检查引线施工材料的

设计参数以及具体规格,同时也要充分明确其使用范围,在深入了解工程设计要求

的基础上,对隐性材料与该工程施工需求的适配度进行评估和判断。而在引线施

工材料检测过程中,检测人员需参考相关检测技术标准并完成常规检测工作,同时

还需考量到建筑工程的防雷设计要求,确保所选择的引线材料与建筑工程相匹配。在引线辐射安装阶段后,安装人员必须严格控制引线的平整度,提高焊接操作质量,保证焊缝处理的饱满度。

1.2机械设备安装技术要点

在开展机械设备安装时,安装技术人员的首要任务便是检测验证设备自身的

性能。一般来说,机电安装工程施工中所应用的机械设备主要分为非标准型和标

准型两大类,若从设备实际使用情况角度出发,工程施工所应用的机械设备又以流

水线整体设备和单体设备为主。不管选择哪种机械设备,首先在正式将机械设备

投入应用之前,技术人员都必须全面清点设备零部件,充分保障零件的完整度。其次,需精准固定机械设备的安装位置,并在此基础上完成安装设备,在安装结束之后,需通过相应手段开展机械设备性能的调试工作,确保机械设备的运行状态与实

机电控制工程习题答案(机械工业出版社)

uo
K1 f) K2 B
C
第二章习题解答解：
ui
C
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1 ui (t ) i (t )dt i (t ) R C uo (t ) i (t ) R
d d RC uo (t ) uo (t ) RC ui (t ) dt dt
fB(t)
B
fK(t) K b)
d f B (t ) B xi (t ) xo (t ) dt f (t ) f (t ) Kx (t ) K o B
B d B d xo (t ) xo (t ) xi (t ) K dt K dt
第二章习题解答 R1 ui
第一章习题解答 1－3 仓库大门自动控制系统原理如图所示，试说明其工作原理并绘制系统框图。
放大器电动机绞盘
u1开
门
u2
反馈关
第一章习题解答
解：当合上开门开关时， u1>u2，电位器桥式测量电路产生偏差电压，经放大器放大后，驱动电机带动绞盘转动，使大门向上提起。与此同时，与大门连在一起的电位器滑动触头上移，直至桥路达到平衡（ u1＝u2），电机停止转动，大门开启。反之，合上关门开关时，电机反向转动，带动绞盘使大门关闭；
s 3 5s 2 9 s 7 17） ( s) G ( s 1)( s 2)

1116机电控制工程基础试题

机电控制工程基础涉及到电气、机械和控制领域的基本知识，

试题可能涉及电路原理、传感器、执行器、控制理论等方面的内容。以下是一些可能出现在机电控制工程基础试题中的题目类型：

1. 电路分析题，例如计算电阻、电容、电感串联并联电路的等

效电阻、电压、电流等参数。

2. 传感器应用题，要求分析传感器的工作原理、特性曲线，并

设计传感器应用电路。

3. 控制系统设计题，例如给定一个控制要求，要求设计相应的

控制系统结构、参数。

4. 机械传动题，涉及分析齿轮传动、皮带传动、链条传动等的

传动比、速度、扭矩等参数。

5. PLC编程题，要求编写PLC ladder图或者指令列表，实现

特定的逻辑控制功能。

以上是一些可能出现在机电控制工程基础试题中的题目类型，考生在备考时应该熟悉相关的基础理论知识，并能够灵活运用这些知识解决实际问题。同时，还需要注重实践能力的培养，例如通过实验操作、仿真软件的使用等方式加深对基础知识的理解。希望这些信息能够对你有所帮助。

论机电工程技术控制策略

机电工程技术控制策略是机电一体化领域中，控制技术的核心内容。随着科技的不断进步，机电工程技术在各个领域有着广泛的应用，如自动化设备、机器人、电动汽车等。而控制策略则是实现这些应用的重要手段，其作用在于提高机电系统的性能、减少能源消耗、增加生产效率。本文将从控制策略的原理和应用两个方面进行阐述。

一、控制策略的原理1. 控制理论控制理论是控制策略的基础。最早的控制理论来源于机械控制方法。现代的控制理论则包括经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论。其中，经典控制理论是基于数学模型的解析方法，常用的有PID控制和模糊控制。现代控制理论则是基于状态空间分析方法，包括状态空间法和观测器设计。而智能控制则是近年来的热点，其应用了人工智能、神经网络和遗传算法等新兴技术。

2. 控制目标控制目标是控制策略设计的核心，它决定了机电系统的控制方式。常用的控制目标包括位置控制、速度控制、力控制等。例如，对于机器人的控制，由于机器人需要完成各种不同的任务，因此需要根据不同的机器人任务制定相应的控制目标。

3. 控制结构控制结构是指由控制器、执行器、传感器等部件组成的机电系统控制单元。常用的控制结构有开环控制和闭环控制。其中，开环控制是根据输入变量的设定值直接控制

执行器输出，常用于简单任务；闭环控制则是先通过传感器获取反馈信号再进行输出控制，常用于精密控制。

二、控制策略的应用1. 工业自动化工业自动化是机电工

程技术应用的一个典型领域。机械手臂、机器人、自动化线等都需要通过控制策略完成任务。在工业自动化中，常用的控制策略是闭环控制，如位置闭环控制、速度闭环控制等。此外，还应用了各种传感器，如编码器、光电传感器等，用于控制时的反馈信号。

电大国开《机电控制工程基础》李建勇第一章

二战中自动火炮、雷达、飞机以及通讯系统的控制研究直接推动了经典控制的发展。
1.2 自动控制简史
经典控制理论的形成 1948年，维纳出版《控制论》，形成完整的经典控制理论，标志控制学科的诞
生。维纳《控制论》是关于怎样把机械元件和电气元件组合成稳定的并且具有特定性能的系统的科学。这门新科学的一个非常突出的特点就是完全不考虑能量、热量和效率等因素，可是，在其他各门自然科学中，这些因素是十分重要的。控制论所讨论的主要问题是一个系统的各个不同部分之间的相互作用的定性性质，以及整个系统的总体运动状态。
维纳成为控制论的创始人！
1.2 自动控制简史
空间技术促使现代控制理论的产生现代控制理论促进了空间技术的发展
二次世界大战结束后，各国大力发展空间技术，经典控制理论不能满足需要，需要研究新的控制理论。现代控制理论在空间技术取得巨大成功，促进了空间技术的发展。
但是现代控制理论在工业过程控制方面遭遇滑铁卢，促使智能控制技术的诞生！现代控制理论在空间技术取得巨大成功，但由于工业过程控制中普遍存在的不确定性和干扰，难以取得预期的效果。模拟人的控制技术——智能控制，虽然不能实现精确的控制，但对各种复杂系统能够做到比较满意的控制。
1.2 自动控制简史
国外古代自动化方面的辉煌成就：十八世纪，各种动力装置成为人们研究的重点。1750年，安得鲁. 米克尔

机电工程专业介绍

机电工程是一门综合性的工程学科，涉及机械、电子、自动控制等多个领域。它主要研究和应用机械与电子技术相结合的原理和方法，旨在设计、开发和维护各类机械设备和电子系统。

机电工程的研究内容十分广泛，涵盖了从微小的零部件到大型机械设备的各个方面。在机械方面，机电工程师需要学习和掌握机械设计、机械制造、机械加工等知识，以便能够设计和制造出高效、稳定、安全的机械设备。在电子方面，机电工程师需要学习和掌握电子电路、电子元器件、电子控制等知识，以便能够设计和维护各类电子系统。

机电工程的应用领域非常广泛，几乎涉及到各个行业。例如，机电工程师可以在制造业中从事机械设备的设计与制造工作，为企业提供高效的生产设备；他们还可以在电力行业从事电力设备的设计与维护工作，确保电力系统的正常运行；此外，机电工程师还可以在交通运输、航空航天、农业等领域发挥重要作用。

在机电工程的学习过程中，学生需要掌握一定的数学、物理和计算机等基础知识。此外，他们还需要进行一定的实践训练，例如进行机械加工、电路设计等实验。这些实践训练可以帮助他们将理论知识应用到实际工程中，提高解决问题的能力。

机电工程专业的毕业生有着广阔的就业前景。他们可以在国内外的

大型企业、科研院所、高校等单位就业，从事机械设备的设计与制造、电子系统的开发与维护等工作。同时，他们还可以选择创业，开设自己的工程咨询公司或机械制造厂。

机电工程专业是一门充满挑战和机遇的学科。通过学习机电工程，人们可以了解和掌握机械与电子技术的最新进展，为社会的发展做出贡献。无论是从事工程设计、制造，还是从事科研教学，机电工程专业都是一个充满激情和发展空间的领域。

机电控制工程基础-机电控制系统应用举例

物联网技术
物联网技术的应用使得机电控制系统可以实现远程监控、数据采集和分析，从而提高生产效率、降低运营成本。
人工智能和机器学习
人工智能和机器学习技术的发展为机电控制系统提供了智能化、自适应的解决方案，例如故障预测和维护、优化控制等。
系统集成与智能化
系统集成
机电控制系统正朝着高度集成化方向发展，通过将不同的子系统集成到一个系统中，实现统一管理和控制，从而提高生产效率和管理效率。
智能化
智能化是机电控制系统的重要发展方向，通过引入人工智能、机器学习等技术，实现自适应控制、优化运行等功能，从而提高机电控制系统的性能和可靠性。
机电控制系统的可靠性问题
元器件的可靠性
机电控制系统中元器件的可靠性直接影响到整个系统的可靠性。因此，需要选择高质量、可靠的元器件，并进行严格的筛选和测试。
案例三：航空航天器姿态控制系统设计
总结词
航空航天器姿态控制系统是保证飞行器稳定性和精度的关键系统之一。通过对该系统的研究，可以ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ解机电控制工程在航空航天领域中的应用和挑战。
详细描述
航空航天器姿态控制系统是保证飞行器稳定性和精度的关键系统之一。该系统通过多种传感器和执行器，实现对飞行器姿态的监测和控制。在设计过程中，需要考虑飞行器的动力学特性和气动特性，同时还需要对传感器数据进行融合和处理，以实现准确的姿态监测和判断。此外，还需要设计控制算法和执行机构，以确保飞行器在飞行过程中的稳定性和精度。

机电控制工程基础第 9 章机电控制系统应用举例

第 9 章机电控制系统应用举例
(3 )调节器与电压放大器:图中, A 1 为比例积分微分 ( PID )调节器,它是为改善随动系统的动、静态性能而设置的串联校正环节。
(4 )转速负反馈和转速微分负反馈环节:有时为了改善系统的动态性能,减小位置超调量,还设置转速负反馈环节。
(5 )控制信号的综合:现有一个输入量和三个反馈量,若在同一个输入端处进行综合,几个参数互相影响,调整也比较困难。因此可将它们分成两个闭环,使位置反馈构成外环,信号在 PID 调节器输入端进行综合,而把转速负反馈和速度微分负反馈构成内环,信号在电压放大器输入端进行综合。
3. 具有位置负反馈和速度负反馈的位置随动系统如图 9 1 所示,如何调节位移? 如何整定速度?
第 9 章机电控制系统应用举例
4. 如习题 9－1 图所示为仓库大门的自动控制系统,说明自动控制大门的开启和关闭的工作原理。如果大门不能全开或全关,那么应如何调整? 画出系统的方框图。
第 9 章机电控制系统应用举例
第 9 章机电控制系统应用举例
图 9－5 水位控制系统示意图
第 9 章机电控制系统应用举例
控制 Q 1 的是由电动机驱动的控制阀门 V 1 ,因此,电动机—变速箱—控制阀构成执行元件。电压 UA由电位器 RP A 给定,对应设定水箱的液位高度 H 1 (电位器 RPA 为给定元件)。 U B 由电位器 RPB 给出, U B 的大小取决于浮球的位置,而浮球的位置取决于实际水位H 0 。因此,浮球—杠杆— 电位器 RP B 就构成了水位的检测和反馈环节。 UA 为给定量, U B 为反馈量, U A 与 U B 极性相反,所以为负反馈。UA 与 U B 的差值即为偏差电压 Δ U ( ΔU = UA - U B ),此电压经过控制器与电压放大器后作为伺服电动机的电枢控制电压 U a 。

机电控制工程复习大纲

一、计算题

1. 机械系统（直线/旋转）、R-L-C电子系统的传递函数，为二阶系统。求解该二阶系统阻尼比和固有频率。区分欠阻尼，等阻尼，阻尼的阻尼比取值范围

2. 非线性系统的线性化与传递函数建模。（以液压伺服系统为例）

二. 简答题

1.液压（电液）伺服系统结构组成、基本原理、分类等

2.控制系统的三类校正环节及其校正调节原理和作用

3.编码器相关

4.直流调速系统（有静差闭环调速系统，无静差闭环调速系统）

三.综合题

1. 给定传递函数的控制系统极点配置

2. 控制系统传递函数简化

3. 解耦控制器设计

机电控制工程基础心得体会

机电控制工程基础是我在大学期间学习的一门重要课程，通过学习这门课程，我对机电控制工程的基本原理、方法和技术有了更深入的了解。以下是我在学习过程中的基础心得体会。

学习机电控制工程基础，首先需要掌握的是机电控制系统的基本组成部分，包括传感器、执行器、控制器和信号处理单元等。这些部分相互配合，相互作用，共同实现对机器或设备的控制和运动。在学习过程中，我通过实验和课堂讲解，逐渐理解了各个部分的作用和原理，进而了解了机电控制系统的整体运行流程。

其次，机电控制工程基础还包括了机械传动、电气控制和电子技术等方面的知识。机械传动是机电控制工程中十分重要的一环，它涉及到机械运动的控制和传动方式的选择。在学习过程中，我通过学习各类传动装置的原理和工作方式，了解了机械传动的基本概念和运动特性，这对于我理解机电控制系统的运行原理和设计方法有着重要的作用。

电气控制是机电控制工程的另一个重要方面，它主要包括电气元件、电气线路和电气控制系统的设计等方面的内容。在学习过程中，我通过理论学习和实践操作，逐渐熟悉了电气元件的使用和电气线路的布置方法，同时也掌握了一些常见的电气控制技术和方法，如PLC编程和电机启动等。这些知识对于我

后续的学习和工作有着重要的帮助。

机电控制工程基础中的电子技术知识也是我在学习过程中需要

掌握的一部分。电子技术是现代机电控制系统中不可或缺的一部分，它主要包括了电子元件、电子电路和电子系统等方面的内容。在学习过程中，我通过电子电路的搭建和实验，逐渐了解了各类电子元件的特性和工作原理，同时也掌握了一些基本的电子电路设计方法。这对于我理解和设计复杂的机电控制系统有着重要的作用。

机电控制工程基础作业-答案

机电控制工程基础第1次作业

第1章

一、简答

1．什么是自动控制？

是相对于人工控制而言的，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：稳定性、快速性和准确性(稳态精度)，即稳、快、准

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？

反馈控制系统是负反馈

5．什么是反馈？什么是正反馈？什么是负反馈？

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。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？

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，这样的系统称为反馈控制系统

7．控制系统按其结构可分为哪3类？

开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统