机械控制概述PPT(共 50张)

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《机器人控制》PPT课件

同样可得活塞位移X与配油器输入信号（位移误差信号）U间的关系为：
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5.l机器人的基本控制原则
5.1.2伺服控制系统举例 2．电一液压伺服控制系统
据式（5.5）、（5.6）和图5.4可得系统的传递函数:
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5.l机器人的基本控制原则
5.1.2伺服控制系统举例 2．电一液压伺服控制系统当采用力矩电动机作为位移给定元件时
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5.2 机器人的位置控制
机器人为连杆式机械手，其动态特性具有高度的非线性。要控制这种由马达驱动的操作机器人，用适当的数学方程式来表示其运动是十分重要的。这种数学表达式就是数学模型，或简称模型。控制机器人运动的计算机，运用这种数学模型来预测和控制将要进行的运动过程。
式中，1很小而又可以忽略时
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5.l机器人的基本控制原则
5.1.2伺服控制系统举例
3．滑阀控制液压传动系统图5．5表示出一个简单的滑阀控制液压传动系统的结构框图。其中所用的控制阀为四通滑阀。
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5.l机器人的基本控制原则
5.1.2伺服控制系统举例 3．滑阀控制液压传动系统
5.1.2伺服控制系统举例
3．滑阀控制液压传动系统
式中，c＝k1n为闭环系统的自然角振荡频率；
c k1 为闭环系统的阻尼系数：2 1 为k1闭环系统
的第二时间常数；另一时间常数为1。
式（5.25）即为所求闭环系统的传递函数。从此式可见，此闭环系统为一等价三阶系统。我们往往把它简化为一个一阶环节与一个二阶环节串联的系统。这样，便于对系统进行分析与研究。
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PID控制器参数整定的一般规律

机械原理图PPT(44张)

将死的野狗没有人爱
31
飞机的星形发动机
将死的野狗没有人爱
32
缝纫机
将死的野狗没有人爱
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舰炮弹药装填系统
将死的野狗没有人爱
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汽车等速万向节
将死的野狗没有人爱
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V 型发动机 ——汽缸排列在成一定角度的两个平面上，V6发动机
将死的野狗没有人爱
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直列式发动机——它的汽缸肩并肩地排成一排，L4发动机，一般的车都用
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拉链工作原理
将死的野狗没有人爱
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无管虹吸原理
将死的野狗没有人爱
44
•
1．从人人自畏、噤若寒蝉的“文革十年”到新时期艺术家心情畅达、创作自由，其差别有如天壤，主要是因为当代艺术批评的失语与批评家的缺席。
•
2．在中国历史上，不乏艺术家特立独行的故事，也不乏统治者铲除异端的故事，这些与艺术家创作中重大主题表现不够、历史进程描述不力的缺陷有很大关系。
将死的野狗没有人爱
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让人发狂的异型齿轮机构，你能想象其中的三维啮合和运行状态吗
将死的野狗没有人爱
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除了8
数一数，这是多少缸、多少气门的发动机
将死的野狗没有人爱
19
德国人菲加士·汪克尔在上世纪初发明的转子发动机
将死的野狗没有人爱
20
•
. 人类在发展基因工程作物时没有充分考虑对人体和环境可能产生的长期影响，此方面研究有很大的欠缺。
•
6．这篇文章围绕一个“乐”字，先叙事后议论，语言如行云流水，洋洋洒洒，收纵自如，得心应手，颇有大家风范。

《机械控制技术基础》精品课件-第四章- 系统的频率特性响应1(频率特性概述)

机械控制工程基础精品课件-第四章系统的频率特性响应
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系统的频率特性响应
频率特性分析法是一种图解的分析方法。不必直接求解系统输出的时域表达式，可以间接地运用系统的开环频率特性去分析闭环系统的响应性能，不需要求解系统的闭环特征根。系统的频域指标和时域指标之间存在着对应关系。频率特性分析中大量使用简洁的曲线、图表及经验公式，使得控制系统的分析十分方便、直观。
2
系统的频率特性响应
频率响应是时间响应的特例，是控制系统对正弦输入信号的稳态响应。
频率特性是系统对不同频率正弦输入信号的响应特性。
频率特性分析法(频域法) 是利用系统的频率特性来分析系统性能的方法，研究的问题仍然是系统的稳定性、快速性和准确性等，是工程上广为采用的控制系统分析和综合的方法。
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4.1 频率特性概述
上述定义的幅频特性 A() G(j)
和相频特性 () G( j) 统称为系统的频率
特性，它描述了系统对正弦输入的稳态响应。
机械控制工程基础精品课件-第四章系统的频率特性响应
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4.1 频率特性概述
当输入为非正弦的周期信号时，其输入可利用傅立叶级数展开成正弦波的叠加，其输出为相应的正弦波输出的叠加，如下图所示。
机械控制工程基础精品课件-第四章系统的频率特性响应
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4.1 频率特性概述
定义系统输出信号的稳态响应相对其
正弦输入信号的相移 () G(j) 为
系统的相频特性。
相频特性描述系统在稳态下响应不Fra bibliotek频率的正弦输入时在相位上产生的滞后
（ 0）或超前（ 0 ）特性。
机械控制工程基础精品课件-第四章系统的频率特性响应
响应特性称为频率特性。

《机械工程控制基础》(杨叔子主编)PPT第三章+系统时间响应分析

析系统的特性，时间响应分析（也称之为：时域分析）
是重要的方法之一。时域分析——给系统施加一输入信号，通过研究系统的输出（响应）来评价系统的性能。如何评价一个系统性能的好坏，有一些动态和稳态的性能指标可以参考。
2
3.1 时间响应及其组成
例1
1 按照微分方程解的结构理论，这一非齐次常微分方程的解由两部分组成，即：是与其对应的齐次微分方程的通解是其一个特解
5
3.1 时间响应及其组成
此方程的解为通解
（即自由响应）与特解
（即强迫响应）所组成，即：
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3.1时间响应及其组成
这是因为：在定义系统的传递函数时，由于已指明了系统的初态为零，故取决于系统的初态的零输入响应为零。
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3.1时间响应及其组成（瞬态响应与稳态响应）
8
3.1时间响应及其组成（瞬态响应与稳态响应）
KH
X o (s) 10K 0 /(0.2 s 1) G(s) K0 X i (s) 1 G ( s ) K H 1 10K H /(0.2s 1) 10K 0 1 10K H 0.2 s 1 1 10K H
若将调节时间减至原来的0.1倍，但总放大系数保持不变，则：
其拉氏变换的表达式为：
t0 t0
i
式中 , R为常数。当R＝ 1, x (t)=t为单位斜坡函数。
通过观察，我们可以发现因为dx(t)/dt=R, 所以阶跃函数为斜坡函数对时间的导数。
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3.2 典型输入信号
3. 抛物线函数（等加速度函数）
抛物线函数(见图)的时域表达式为
Rt 2 xi (t ) 2 0
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3.1时间响应及其组成（瞬态响应与稳态响应）

1机械工程控制基础(第五版)__第一章绪论概论

①对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维方法进行科学分析，以找出问题的本质和有效的解决方法；
②如何控制一个机电系统，使之按预定的规律运动，以达到预定的技术经济指标，为实现最佳控制打下基础。
2020年11月19日2时6分
主要内容介绍
(一) 绪论控制系统的基本工作原理，控制系统的几种分类，控制理论的发展史，对控制系统的基本要求。
(二) 控制系统的数学模型及传递函数 LAPLACE变换，系统的数学模型，传递函数，典型环节的传递函数，系统的方框图及其联接，系统的信号流程图。
(三) 线性系统的时域分析典型输入信号，控制系统的时域性能指标，一阶系统的时间响应，二阶系统的时间响应，系统的稳态误差。
2020年11月19日2时6分
本课程所分析的系统，涉及机械、电气，所以在建立数学模型时，需运用到理论力学、电工、机械原理等多门课程的知识。
2020年11月19日2时6分
第一章绪论
基本内容
1.1 机械工程控制论的研究对象与任务 1.2 系统及其模型 1.3 反馈 1.4 控制系统的分类 1.5 对控制系统的基本要求
本章难点
主要内容介绍（续）
(四) 频率特性分析法
频率特性的基本概念，典型环节的频率特性，系统的开环频率特性的绘制，系统的闭环频率特性。
(五) 控制系统的稳定性分析
稳定性的基本概念，代数稳定性判据，频域稳定性判据，系统的相对稳定性。
(六) 系统的校正方法
系统校正的一般概念，串联校正，反馈校正。
2020年11月19日2时6分
中南林业科技大学-机电工程学院
2020年11月19日2时6分
讲授人：龚中良教材：《机械工程控制基础》（第五版）

《机械原理》ppt课件

01机械原理概述Chapter机械原理的定义与重要性定义重要性机械原理的研究对象和内容研究对象主要研究各种机构（如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）和机器（如内燃机、电动机、机床等）的工作原理、运动特性、力学性能以及设计计算方法等。

研究内容包括机构的组成原理、运动学分析、动力学分析、机械效率与自锁、机器的平衡与调速等。

机械原理的发展历程和趋势发展历程发展趋势02机构的结构分析与设计Chapter机构的基本概念和分类机构定义由刚性构件通过运动副连接而成的系统，用于传递运动和力。

机构分类根据运动特性可分为连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。

运动副类型包括低副（转动副、移动副）和高副（点接触、线接触）。

结构分析通过自由度计算、运动链分析等方法，确定机构的组成、运动特性和约束条件。

综合方法基于功能需求，选择合适的机构类型，进行组合、变异和演化，设计出满足特定要求的机构。

创新设计运用创新思维和现代设计方法，如拓扑优化、仿生学等，进行机构创新设计。

机构的结构分析和综合方法机构设计的原则和方法设计原则设计方法案例分析03机械传动与驱动Chapter机械传动的类型和特点摩擦传动啮合传动利用齿轮、链轮等啮合元件传递动力和运动。

具有传动效率高、工作可靠、使用寿命长等优点，但需要较高的制造精度和安装精度。

齿轮类型选择齿轮参数设计强度校核030201齿轮传动的设计与分析链传动和带传动的设计与分析链传动设计带传动设计强度校核液压与气压传动的设计与分析液压传动设计01气压传动设计02控制与调节0304机械系统动力学与振动Chapter机械系统动力学的基本概念和方法动力学基本概念动力学建模方法动力学分析方法机械系统的振动分析和控制振动基本概念振动分析方法振动控制策略机械系统动力学优化设计方法优化设计基本概念动力学优化设计方法优化设计实例分析05机械制造工艺与装备Chapter机械制造工艺的基本概念和流程机械制造工艺的基本概念机械制造工艺的流程机械制造装备的分类和特点机械制造装备的分类机械制造装备的特点先进制造技术是指基于先进制造理论、技术和方法的总称，包括计算机辅助设计（CAD ）、计算机辅助制造（CAM ）、计算机辅助工艺规划（CAPP ）、数控技术（NC ）、柔性制造系统（FMS ）等。

机械基础(全套)ppt课件

类型。
联轴器类型、特点及选用
刚性联轴器
适用于两轴对中精度高、无冲击的场合，传递扭矩大，但无
缓冲作用。
弹性联轴器
适用于两轴对中精度稍差、有冲击的场合，能吸收振动和冲击，但传递扭矩较小。
液压联轴器
适用于需要无级调速和过载保护的场合，能自动适应两轴的不对中，但价格较高。
选用原则
根据传递扭矩、转速、对中精度、工作环境等条件综合考虑
CAE软件
如ANSYS、Nastran等，用于进行有限元分析、结构优化等，提高设计的准确性和效率。
PDM/PLM软件
如Windchill、Teamcenter等，用于产品数据管理、流程管理等，提高设计协同和效率。
03
机械制造工艺与装备
机械制造工艺概述
机械制造工艺的定义
研究机械产品制造过程中的加工方法、工艺装备、加工顺序和工艺参数等内容的总称。
，选择合适的联轴器类型。
离合器类型、特点及选用
牙嵌离合器
适用于低速重载、有频繁接合和分离的场合，传递扭矩大，但接合时冲击较大。
摩擦离合器
适用于中高速轻载、需要平稳接合的场合，接合平稳，但传递扭矩较小。
电磁离合器
适用于需要远程控制和自动控制的场合，动作迅速，但价格较高。
选用原则
根据传递扭矩、转速、接合方式、工作环境等条件综合考虑，选择合适的离合器类型。
气压元件选用与安装
液压与气压元件选用与安装
根据系统工作压力和流量选择合适的气源装置、气缸、控制阀等元件；
安装前应检查元件的清洁度和完好性，确保无损坏和污染；
安装时应按照制造厂的推荐规范进行，确保正确的配合间隙和紧固力矩；

机械控制工程基础(第二章)ppt课件

dt
a0x0t
bm
dmxi t
dtm
bm1
dm1xi t
d tm1
b1
d xi t
dt
b0xi
t
在初始条件为零时，对上式进行拉氏变换
ansnan 1sn 1 a 1sa0X 0s b m smb m 1sm 1 b 1sb 0X i s
故得系统（或环节）的传递函数为
G sX X 0 is sb a m n s sm n a b n m 精 1 1 选s sn Pm P 1 T1 课件 a b 1 1 s s a b 0 0
x0(t)Txi(t)
精选PPT课件
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例下图是简化了的直流发电机组。激磁电压 v恒i 定，磁通不变。
此时电枢电压与转v速0 成正比•。若为输入，输出是电压，
试v求0此系统的传递函数。
R
•
解：v 0 T
vi i
LM
式中 T——常数
v0 VsT s s 0
GsV 0ssTs
即直流发电机作为测速发电机时，可认为是微分环节。
2
x0
0
精选PPT课件
xi
3
x• 0
0
精选PPT课件
xi
4பைடு நூலகம்
F
0
x?
F
0
x?
精选PPT课件
5
线性化方法：
利用台劳公式 f(x)k n 1 0f(k k )!(a)(xa)kR n(x)
f(a)k n 1 1f(k k )!(a)(x a)kR n(x)
f( x ) f( x 0 ) f( x 0 )x ( x 0 )
物理系统的数学模型
及传递函数

机械工程控制基础ppt课件

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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。
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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
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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(清华大学出版社)课件第1章绪论

4.放大元件：对偏差信号进行放大和功率放大的元件。例如，伺服功率放大器、电液伺服阀等。
5.执行元件：直接对控制对象进行操作的元件。例如，执行电动机、液压马达等。
6.控制对象：控制系统所要操纵的对象，它的输出量即为系统的控制量，例如，机床工作台等。
7.校正元件：或称校正装置，用以提高控制系统动态性能。有反馈校正和串联校正等形式
1.已知系统的参数m、k、f及输入x(t)，确定输出y(t)；
2.已知输入x(t)及输出y(t)，确定系统的参数
m、k及f；
3.已知系统的参数m、k及f，给定输出y(t)时，确定输入x(t)。
第二节系统的基本概念
系统是由相互联系、相互作用的若干部分构成且具有一定运动规律的一个有机整体。系统与外界之间的关系如下图所示，其中，输入：外界对系统的作用；输出：系统对外界的作用。
图 1-7 典型的反馈控制系统框图
1.给定元件：主要用于产生给定信号或输入信号例如，调速系统的给定电位计。
2.反馈元件：它测量被控量或输出量，产生主反馈信号，该信号与输出量存在着确定的函数关系（通常为比例关系）。例如，调速系统用于测速的测速发电机。
3.比较元件：用来比较输入信号和反馈信号之间的偏差。可以是一个差接的电路，它往往不是一个专门的物理元件，有时也叫比较环节；自整角机、旋转变压器、机械式差动装置都是物理的比较元件。
经典控制理论是自动控制理论的基础，又称为控制理论基础。
学习控制理论基础要解决两个问题
1. 如何分析某个给定控制系统的工作原理、稳定性和过渡过程品质；
2. 如何根据实际需要来设计控制系统。
前者主要是分析系统，后者是综合与设计。
第一节机械工程控制理论研究的对象与任务

机械工程控制基础绪论(ppt 45页)

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。
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“机械（电）工程控制基础”。
举例：智能楼宇的控制可视对讲、室内报警、远程家电控制…….
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。
系统的要素
元素元素之间的联系
系统与外界的交互作用
外界对系统的作用
系统对外界的作用
输入(激励)、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
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
金融：货币控制家庭：电饭煲，洗衣机，空调，冰箱
例：[钢铁轧制]:存在温度控制、生铁成分控制、厚度控制等。
道路交通的应用——车牌自动识别
勇气号火星探测器（美国）
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
静态模型——反映系统在恒定载荷或缓变载荷作用下或在系统平衡状态下的特性；
代数公式描述
动态模型——用于研究系统在迅变载荷作用下或在系统不平衡状态下的特性；
微分方程或差分方程来描述
在一定条件下，动态模型可以转换为静态模型。
动态模型是描述系统的动态历程的，机械工程控制论研究的是机械工程技术中广义系统的动力学问题，所以往往需要采用动态数学模型，即需要建立微分方程或差分方程来描述系统的动态特性。

机械系统的组成概述(PPT 42张)

(1) 三相异步电动机

实例：YEJ系列电磁制动三相异步电动机优点：制ห้องสมุดไป่ตู้迅速、结构简单、可靠性高适用性强。应用范围：广泛应用于各种要求快速停止和准确定位的机械设备和传动装置中。
(2) 直流电动机
实例：Z4 系列直流电机应用范围：冶金工业轧机传动、金属切削机床、造纸、印刷、纺织、印染、水泥、塑料挤出机械等等。
2.操纵系统的功能
操纵系统的功能是实现信号的转换，即把操纵者施加于机械的信号，经过转换传递到执行系统，以实现机械的启动、停止、制动、换向、变速和变力等目的。操纵系统必须满足下述要求： 1)操纵灵活、轻便省力 2)操纵件定位可靠 3)系统反馈准确迅速且具有可调性 4)操纵方便舒适 5)操纵安全可靠
刨削平面的工艺要求 1－待加工平面 2－加工平面
3－已加工平面
牛头刨床运动循环图
机器执行机构运动设计的基本问题，可归纳为以下三个方面：一、确定执行机构的运动方案 ;
二、合理选择机构的类型 ;
三、绘制运动循环图。
§2-4 支承系统
一、支承系统的功能
1)支承和安装机械系统中的其他系统； 2)承受各种静态力和动态力； 3)保证各零部件之间的相对位置精度和运动部件的运动精度； 4)支承件的内部用作电器箱及液压油、润滑油、冷却液的储存器等。

§2 - 1 动力机
一、动力机种类动力机是驱动执行机构运动的机械，又称为原动机。常用的动力机有：电动机、液压马达、气动马达、内燃机。
1、电动机
电动机是一种将电能转变成旋转机械能的能量转换装置，是最常用的动力机。电动机的分类： (1) 三相异步电动机 (2) 直流电动机 (3) 同步电动机