机械控制工程基础总结
机械工程控制理论基础 实验报告 附小结与心得
《机械控制理论基础》——实验报告班级：学号：姓名：目录实验内容实验一一阶环节的阶跃响应及时间参数的影响P3 实验二二阶环节的阶跃响应及时间参数的影响P9 实验三典型环节的频率特性实验P15 实验四机电控制系统的校正P20 实验心得…………………………………………P23实验一 一阶环节的阶跃响应及时间参数的影响● 实验目的通过实验加深理解如何将一个复杂的机电系统传递函数看做由一些典型环节组合而成，并且使用运算放大器来实现各典型环节，用模拟电路来替代机电系统，理解时间响应、阶跃响应函数的概念以及时间响应的组成，掌握时域分析基本方法 。
● 实验原理使用教学模拟机上的运算放大器，分别搭接一阶环节，改变时间常数T ，记录下两次不同时间常数T 的阶跃响应曲线，进行比较（可参考下图：典型一阶系统的单位阶跃响应曲线）。
典型一阶环节的传递函数：G （S ）=K （1+1/TS ） 其中： RC T = 12/R R K =典型一阶环节的单位阶跃响应曲线：● 实验方法与步骤1）启动计算机，在桌面双击“Cybernation_A.exe ”图标运行软件，阅览使用指南。
2）检查USB 线是否连接好，电路的输入U1接A/D 、D/A 卡的DA1输出，电路的输出U2接A/D 、D/A 卡的AD1输入。
检查无误后接通电源。
3）在实验项目下拉框中选中本次实验，点击按钮，参数设置要与实验系统参数一致，设置好参数按确定按钮，此时如无警告对话框出现表示通信正常，如出现警告表示通信不正常，找出原因使通信正常后才可继续进行实验。
● 实验内容1、选择一阶惯性环节进行实验操作由于一阶惯性环节更具有典型性，进行实验时效果更加明显。
惯性环节的传递函数及其模拟电路与实验曲线如图1-1： G （S ）= - K/TS+1RC T = 12/R R K =2、（1）按照电子电路原理图，进行电路搭建，并进行调试，得到默认实验曲线图1-2图1-2（2）设定参数：方波响应曲线（K=1 ；T=0.1s ）、（K=2；T=1s ），R1=100k Ω 3、改变系统参数T 、K （至少二次），观察系统时间响应曲线的变化。
机械控制工程基础(chp.5)
稳定性概念
讨论： 讨论： 线性系统稳定性只取决于系统内部结构和参数， ①线性系统稳定性只取决于系统内部结构和参数，是一 种自身恢复能力。与输入量种类、性质无关。 种自身恢复能力。与输入量种类、性质无关。 系统不稳定必伴有反馈作用。 ②系统不稳定必伴有反馈作用。 收敛， 若x0(t)收敛，系统稳定； 收敛 系统稳定； 发散， 若x0(t)发散，则系统不稳定。 发散 则系统不稳定。 反馈到输入端， 将X0(s)反馈到输入端，若反馈削弱 反馈到输入端 若反馈削弱E(s) →稳定 若反馈加强E(s) →不稳定 若反馈加强 稳定性是自由振荡下的定义。 ③稳定性是自由振荡下的定义。 即xi(t)=0时，仅存在 i(0-)或xi(0+) 时 仅存在x 或 在 xi(t)作用下的强迫运动而系统是否稳定不属于讨 作用下的强迫运动而系统是否稳定不属于讨 论范围。 论范围。
2、系统稳定的条件
对 [anpn+an-1pn-1+…a1p+a0]x0(t)=[bmpm+bm-1pm-1+…b1p+b0]xi(t) 令 B(s)= ansn+an-1sn-1+…a1s+a0 A(s)= bmsm+bm-1sm-1+…b1s+b0 初始条件： 初始条件：B0(s) A0(s) 则B(s)X0(s)- B0(s)= A(s)Xi(s)- B0(s)
判定其稳定性。 例1，已知系统特征方程 B(s)=s4+8s3+17s2+16s+5=0 判定其稳定性。 ， 过程) 解： a4=1 a3=8 a2=17 a1=16 a0=5 (过程 过程 ai＞0 （i=1，2，3，4，5） ， ， ， ， ） Rough列表中第一列 ，8，15，13.3,5)均大于 ，故系统稳定。 列表中第一列(1， ， ， 均大于0，故系统稳定。 列表中第一列 均大于 试判定其稳定性。 例2，已知系统特征方程 B(s)=s3-4s2+s+6=0 试判定其稳定性。 ， 有一个负系数，不满足稳定的必要条件，有几个不稳定的根？ 过程 过程) 解：有一个负系数，不满足稳定的必要条件，有几个不稳定的根？(过程 有二个负实根，实际上s 有二个负实根，实际上 3-4s2+s+6=（s-2）(s+1)(s-3) （ ） 3 2 3s + 12 s + 17 s + 20 试判定其稳定性。 例3，已知系统 ， 试判定其稳定性。 G( s) = 5 s + 2 s 4 + 14 s 3 + 88s 2 + 200 s + 800 过程) 解：B(s)=s5+2s4+14s3+88s2+200s+800=0 (过程 过程 符号改变二次，存在两个不稳定的根。 符号改变二次，存在两个不稳定的根。
机械工程控制基础(复习要点)
1
1
2）峰值时间：响应曲线达到第一个峰值所需 的时间。
tp d 1 2 n
3）最大超调量 M p ：常用百分比值表示为：
Mp x0 (t p ) x0 () x0 ( )
( / 1 2 )
第四章 频率特性分析
1、频率响应与频率特性
频率响应：线性定常系统对谐波输入的稳态响应。 幅频特性：线性定常系统在简谐信号激励下，其稳 态输出信号和输入信号的幅值比，记为A(ω)； 相频特性：线性定常系统在简谐信号激励下，其稳 态输出信号和输入信号的相位差，记为φ(ω)； 频率特性：幅频特性与相频特性的统称。即：线性 定常系统在简谐信号激励下，其稳态输出信号 和输入信号的幅值比、相位差随激励信号频率 ω变化特性。记为
G B s 1 Gk s G q s
第三章 时间响应分析
1、时间响应及其组成 时间响应：系统在激励作用下，系统输出随 时间变化关系。 时间响应可分为零状态响应和零输入响应或 分为自由响应和强迫响应。 零状态响应：“无输入时的系统初态”为零 而仅由输入引起的响应。 零输入响应：“无输入时的系统初态”引起 的自由响应。 控制工程所研究的响应往往是零状态响应。
K 增益 T 1Fra bibliotekn 时间常数 n 固有频率
阻尼比
6)一阶微分环节： G s s 1 7)二阶微分环节： G s s 2 s 1
2 2
8)延时环节： G s e s
7、系统各环节之间的三种连接方式：
串联：
G s Gi s
G ( j ) A e
j
频率特性又称频率响应函数，是激励频率ω的函数。 频率特性：在零初始条件下，系统输出y(t)的傅里叶 变换Y(ω)与输入x(t)的傅里叶变换X(ω)之比，即 Y j G ( j ) A e X
控制工程基础(总结)
输出：
xo
(t)
1 T
t
eT
,
t0
（3）一阶系统的单位速度响应
输入信号： xi (t) t
输出：
xo
(t
)
t
T
t
Te T
,
t0
系统对输入信号导数的响应等于系统对该 输入信号响应的导数。系统对输入信号积分 的响应等于系统对该输入信号响应的积分， 其积分常数由初始条件确定。
时间常数T反映了一阶惯性环节的固有特性， 其值越小，系统惯性越小，响应越快。
控制工程基础
课程总结
《控制工程基础》课程的基本内容
控制系统 工作 控制系统 的组成 原理 的分类
PID校正
控制系统的概念 分析
滞后校正
控制系统
校正
常用校 正方式
设计
对控制系统的基本要求
超前校正
滞后—— 超前校正
稳定性 准确性 快速性
时域分析法 频域分析法
一、控制系统的概念
1. 工作原理：
首先检测输出量的实际值，将突际值与给定值（输入 量）进行比较得出偏差值,再用偏差值产生控制调节信号 去消除偏差。
试判断系统的稳定性。
2．已知开环传递函数，求系统稳定时的某参数的取值。
设某闭环控制系统如图4所示，试确定k为何值时，该系统稳定？
Xi(s)
1
_ s 1
k s(s 4)
X0(s)
3．根据Nyquist图、Bode图直接判断。
五．方框图简化
基于方框图简化法则，试求取图所示方框图对应的传递函数。
Xi(s)
校正的实质就是改变系统零、极点数目和位置。
（二）常用校正方式 1.串联校正 2. 并联校正 3. 复合校正
机械工程控制基础知识总结
()o x ∞时所需的时间4nξω≈当增加系统的型别时，系统的准确性将提高。
当系统采用增加开环传递函数中积分环节的数0]或滞后0]的特性。
正负：正值：逆时针方向；负值：顺时针方向幅频特性()A ω和相频特性()ϕω的总称|()|G j e ω=是将()G s90对数幅频特性曲线：在整个频率范围内是一的直线。
当90的水平线。
ω=时，90对数幅频特性曲线：在整个频率范围内是一直线当90的水平线。
、将系统的传递函数准形式的环节的传递函数（即惯性、一阶微0，00a ；、三阶系统(3)n =稳定的充要条件：0，00a ，120a a 。
、在Routh 表中任意一行的第一个元为零，后各元均不为零或部分不为零：用一个很小的正ε来代替第一列等于零的元，然后计算表的其余各元；、当Routh 表的任意一行中的所有元均为零：用该行的上一行的元构成一个辅助多项式，并用180开始向上。
j-(1,0)180开始向下。
+∞时，在开环对数幅频特性曲线为正值的频率范围内，开环对数180线正穿越与负穿越次数之时，闭环系统稳定；否则不稳定。
g ω，则闭环系统稳定；g ω，则闭环系统不稳定；g ω=，则闭环系统临界稳定；为剪切频率0)时，相频特性180线的相位差值γ。
(ϕω+对于稳定系统，γ必在Bode 180线以上。
：对于稳定系统，自：第三象限。
180线以下。
：对于稳定系统，自：第二象限。
0)时，开环幅频的倒数。
()|H j K ω记0；：对于稳定系统，1。
右侧通过。
：对于稳定系统，K 必在0分贝线以0；：对于稳定系统，1。
左侧通过。
线以上；分贝线以下。
8086汇编指令速查手册一、数据传输指令它们在存贮器和寄存器、寄存器和输入输出端口之间传送数据.1. 通用数据传送指令.MOV 传送字或字节.MOVSX 先符号扩展,再传送.MOVZX 先零扩展,再传送.PUSH 把字压入堆栈.POP 把字弹出堆栈.PUSHA 把AX,CX,DX,BX,SP,BP,SI,DI依次压入堆栈.POPA 把DI,SI,BP,SP,BX,DX,CX,AX依次弹出堆栈.PUSHAD 把EAX,ECX,EDX,EBX,ESP,EBP,ESI,EDI依次压入堆栈.POPAD 把EDI,ESI,EBP,ESP,EBX,EDX,ECX,EAX依次弹出堆栈.BSWAP 交换32位寄存器里字节的顺序XCHG 交换字或字节.( 至少有一个操作数为寄存器,段寄存器不可作为操作数)CMPXCHG 比较并交换操作数.( 第二个操作数必须为累加器AL/AX/EAX )XADD 先交换再累加.( 结果在第一个操作数里 )XLAT 字节查表转换.── BX 指向一张 256 字节的表的起点, AL 为表的索引值(0-255,即0-FFH); 返回 AL 为查表结果. ( [BX+AL]->AL )2. 输入输出端口传送指令.IN I/O端口输入. ( 语法: IN 累加器, {端口号│DX} )OUT I/O端口输出. ( 语法: OUT {端口号│DX},累加器 ) 输入输出端口由立即方式指定时, 其范围是 0-255; 由寄存器 DX 指定时,其范围是 0-65535.3. 目的地址传送指令.LEA 装入有效地址.例: LEA DX,string ;把偏移地址存到DX.LDS 传送目标指针,把指针内容装入DS.例: LDS SI,string ;把段地址:偏移地址存到DS:SI.LES 传送目标指针,把指针内容装入ES.例: LES DI,string ;把段地址:偏移地址存到ES:DI.LFS 传送目标指针,把指针内容装入FS.例: LFS DI,string ;把段地址:偏移地址存到FS:DI.LGS 传送目标指针,把指针内容装入GS.例: LGS DI,string ;把段地址:偏移地址存到GS:DI.LSS 传送目标指针,把指针内容装入SS.例: LSS DI,string ;把段地址:偏移地址存到SS:DI.4. 标志传送指令.LAHF 标志寄存器传送,把标志装入AH.SAHF 标志寄存器传送,把AH内容装入标志寄存器.PUSHF 标志入栈.POPF 标志出栈.PUSHD 32位标志入栈.POPD 32位标志出栈.二、算术运算指令ADD 加法.ADC 带进位加法.INC 加 1.AAA 加法的ASCII码调整.DAA 加法的十进制调整.SUB 减法.SBB 带借位减法.DEC 减 1.NEC 求反(以 0 减之).CMP 比较.(两操作数作减法,仅修改标志位,不回送结果).AAS 减法的ASCII码调整.DAS 减法的十进制调整.MUL 无符号乘法.IMUL 整数乘法.以上两条,结果回送AH和AL(字节运算),或DX和AX(字运算), AAM 乘法的ASCII码调整.DIV 无符号除法.IDIV 整数除法.以上两条,结果回送:商回送AL,余数回送AH, (字节运算);或商回送AX,余数回送DX, (字运算).AAD 除法的ASCII码调整.CBW 字节转换为字. (把AL中字节的符号扩展到AH中去)CWD 字转换为双字. (把AX中的字的符号扩展到DX中去)CWDE 字转换为双字. (把AX中的字符号扩展到EAX中去)CDQ 双字扩展. (把EAX中的字的符号扩展到EDX中去) 三、逻辑运算指令AND 与运算.OR 或运算.XOR 异或运算.NOT 取反.TEST 测试.(两操作数作与运算,仅修改标志位,不回送结果). SHL 逻辑左移.SAL 算术左移.(=SHL)SHR 逻辑右移.SAR 算术右移.(=SHR)ROL 循环左移.ROR 循环右移.RCL 通过进位的循环左移.RCR 通过进位的循环右移.以上八种移位指令,其移位次数可达255次.移位一次时, 可直接用操作码. 如 SHL AX,1.移位>1次时, 则由寄存器CL给出移位次数.如 MOV CL,04SHL AX,CL四、串指令DS:SI 源串段寄存器 :源串变址.ES:DI 目标串段寄存器:目标串变址.CX 重复次数计数器.AL/AX 扫描值.D标志 0表示重复操作中SI和DI应自动增量; 1表示应自动减量.Z标志用来控制扫描或比较操作的结束.MOVS 串传送.( MOVSB 传送字符. MOVSW 传送字. MOVSD 传送双字. )CMPS 串比较.( CMPSB 比较字符. CMPSW 比较字. )SCAS 串扫描.把AL或AX的内容与目标串作比较,比较结果反映在标志位.LODS 装入串.把源串中的元素(字或字节)逐一装入AL或AX中.( LODSB 传送字符. LODSW 传送字. LODSD 传送双字. )STOS 保存串.是LODS的逆过程.REP 当CX/ECX<>0时重复.REPE/REPZ 当ZF=1或比较结果相等,且CX/ECX<>0时重复.REPNE/REPNZ 当ZF=0或比较结果不相等,且CX/ECX<>0时重复. REPC 当CF=1且CX/ECX<>0时重复.REPNC 当CF=0且CX/ECX<>0时重复.五、程序转移指令1>无条件转移指令 (长转移)JMP 无条件转移指令CALL 过程调用RET/RETF过程返回.2>条件转移指令 (短转移,-128到+127的距离内)( 当且仅当(SF XOR OF)=1时,OP1<OP2 )JA/JNBE 不小于或不等于时转移.JAE/JNB 大于或等于转移.JB/JNAE 小于转移.JBE/JNA 小于或等于转移.以上四条,测试无符号整数运算的结果(标志C和Z).JG/JNLE 大于转移.JGE/JNL 大于或等于转移.JL/JNGE 小于转移.JLE/JNG 小于或等于转移.以上四条,测试带符号整数运算的结果(标志S,O和Z).JE/JZ 等于转移.JNE/JNZ 不等于时转移.JC 有进位时转移.JNC 无进位时转移.JNO 不溢出时转移.JNP/JPO 奇偶性为奇数时转移.JNS 符号位为 "0" 时转移.JO 溢出转移.JP/JPE 奇偶性为偶数时转移.JS 符号位为 "1" 时转移.3>循环控制指令(短转移)LOOP CX不为零时循环.LOOPE/LOOPZ CX不为零且标志Z=1时循环.LOOPNE/LOOPNZ CX不为零且标志Z=0时循环.JCXZ CX为零时转移.JECXZ ECX为零时转移.4>中断指令INT 中断指令INTO 溢出中断IRET 中断返回5>处理器控制指令HLT 处理器暂停, 直到出现中断或复位信号才继续.WAIT 当芯片引线TEST为高电平时使CPU进入等待状态. ESC 转换到外处理器.LOCK 封锁总线.NOP 空操作.STC 置进位标志位.CLC 清进位标志位.CMC 进位标志取反.STD 置方向标志位.CLD 清方向标志位.STI 置中断允许位.CLI 清中断允许位.六、伪指令DW 定义字(2字节).PROC 定义过程.ENDP 过程结束.SEGMENT 定义段.ASSUME 建立段寄存器寻址. ENDS 段结束.END 程序结束.。
机械控制工程基础期末考试知识点
机械控制工程基础期末考试知识点第一篇：机械控制工程基础期末考试知识点机械控制工程基础期末考试知识点一：选择判断题1, 控制工程的必要条件是什么？（快速性，准确性，稳定性）2，单位脉冲函数的拉式变换结果3，什么叫系统闭环极点（算术题，选择）4，闭环函数公式（选择）5，一阶系统标准形式（选择）6，传递函数不适合非线性定常系统（判断）7，传递函数有无量纲（有无都不对，判断题）8，一阶系统的调整时间公式9，一阶系统的响应速度与什么有关系？10，超调量反映系统响应的小时增大）11,终值定理计算，t趋近与无穷时，原函数的值，（会算）GB(S)(012，影响系统的稳态误差因素（输入信号…）13，调整系统增益对系统有何影响？14，增加微分环节能增加系统阻尼。
15，什么叫系统的型次（区别几型系统）16，利用稳态计算稳态误差（有表格，必须为标准型）17，频率响应的定义（判断题，是正弦信号稳态响应）18，延时环节标坐标图（单位圆）19，零频反映系统的什么性能？（准确性）20，Bode高频段反映系统的什么性能（高频干扰能力）21，频率分析法用典型信号是什么？（正弦信号）22，系统稳定的充要条件是什么？（判断）23，滞后校正使系统响应过度快了还是慢了？（慢了）24，会用劳斯判据判别稳定性。
2KWN=2 2S+2ςWNS+WN二：能力应用题1，化简方框图的传递函数（课件例题）2，对质量弹簧阻尼的机械系统会求传递函数（课件参考）3，分别会算输入和干扰引起的稳态误差的计算（看课件）4，奈奎斯特图会画图（－∽，＋∽）？会奈奎斯特判断系统的稳定性会分析（P=N-Z）5，深入理解掌握传递函数，频率特性函数，幅频特性，相频特性，频率响应直接的转换关系？6，掌握超前，滞后校正和超前的设计7，会用图解法计算Wt WCrKt8，掌握Bode图画法（正反都要掌握）会对图线叠加。
第二篇：机械控制工程基础第二章答案习题2.1什么是线性系统?其最重要的特性是什么?下列用微分方程表示的系统中,表示系统输出,表示系统输入,哪些是线性系统?(1)(2)(3)(4)解:凡是能用线性微分方程描述的系统就是线性系统。
02240 机械工程控制基础自考知识点整理
第一章绪论 控制论的中心思想：通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制 机械工程控制论：就是研究系统以其输入、输出三者之间的动态关系。
信息：一切能表达某种含义的信号、密码、情报和消息 信息的传递：信息在系统及过程中以某种关系动态地传递，或转换。
信息的反馈：就是把一个系统的输入信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去，如果反馈回去的讯号（或作用）的方向相反（相位相差180°）则称之为负反馈;如果方向或相位相同，则称之为正反馈。
开（闭）环系统：系统的输出量对系统无（有）控制作用，或者说系统中无（有）反馈回路 第二章 拉氏变换 若f(t)的拉氏变换F （s ）存在，则f(t)必须满足：①在任一有限区间上，f(t)分段连续，只有有限个间断点 ②t →∞时，f(t)的增长速度不超过某一指定函数，即满足【f(t)】≤Meat ﹒(m,a 均为实数)。
拉氏变换的性质：①线性性质：拉氏变换是个线性变换，若有常数k1k2,函数f1(t),f2（t)，则L[k1f1(t)+k2f2 (t)]=k1L[f1(t)]+K2L[f2（t)]=K1F1(S)+K2F2(S)②实数域的位移定理：f(t)的拉氏变换为F （s ），对任一正实数a,有L[f （t-a)]=e-as.F （s ），f(t-a)为为延迟时间a 的函数f(t).③复数域的位移定理 ：f(t)的拉氏变换为F （s ）对任一常数a （实数或复数），有2[e-atf(t)]=F(s+a) ④相似定理：L[f(at)]=a 1F(as) ⑤微分定理：f(t)的拉氏变换为F （s ），则L[f'(t)]=s.f(s)-f(0+) ⑥积分定理：f(t)的拉氏变换为F （s ），则L[∫t0f(t)dt]=s s F )(+s1f(-1）（0+） ⑦初值定理：若函数f(t)及其一阶导数都是可拉氏变换的，则函数f(t)的初值为f(0+)=lim 0+→t f(t)=ss lim ∞→F （s) ⑧终值定理：若函数f(t)及其一阶导数都是可拉氏变换的，并且除在原点处的唯一极点外，sf(s)在包含jw 轴的右半平面是解析的，则函数f(t)的终值为lim ∞→t f(t)=)(lim 0s F s s → ⑨)()]([)(s F dsdt f t L t f t -=⋅⋅的拉氏变换 ⑩L[tt f )(]=⎰∞s ds s f )( 第三章 系统的数学模型数学模型是系统动态特性的数学表达式，在单输入-单输出系统的瞬态响应分析和频率响应分析中，采用的是传递函数表示的数学模型；另一方面，在现代控制理论中，数学模型则采用状态空间表达式。
机械控制工程基础总结
一：填空题1.什么叫反馈，反馈控制?将系统的输出全部或部分地返送回系统的输入端，并与输入信号共同作用于系统的过程，称为反馈或信息反馈。
所谓的反馈控制就是利用反馈信号对系统进行控制。
2.经典控制系统需要做什么？本书需要是以经典控制理由来研究问题1，即通过已知系统与输入求输出，来进行系统分析方面的问题研究。
3.控制系统的目标和要求是什么？目标：所谓控制系统,是指系统的输出能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的系统.反馈控制是实现自动控制最基本的方法。
基本要求：稳定性，准确性，快速性4。
在闭环反馈系统中什么是偏差和误差？发生在什么部位？偏差：系统的输入量与反馈量之差，即比较环节的输入。
误差信号：它是指输出量的实际差与希望值之差，通常希望值是系统的输入量,这里需要注意，误差和偏差是不相同的概念，只有在单位反馈系统,即反馈信号等于输出信号的情况下,误差才等于偏差。
发生在什么部位？5.什么是传递函数？传递函数是线性定常系统在零初始条件下,输出量的拉式变换与输入量的拉式变换之比。
如何将微分方程转化成传递函数。
（P27 例2-1）6.什么是开环传递函数？描述的是开环系统（没有反馈的系统)的动态特性.它是开环系统中系统输出的拉氏变换与系统输入的拉氏变换之比.开环传递函数与闭环传递函数关系是什么样的？Gk（s)=G（s）·H(s) 开环传递函数Gb(s）=G(s）/1+G(s）·H（s）闭环传递函数开环传函是闭环传函的一部分.针对开环传递函数什么叫O型系统，I型系统,II型系统，特征是什么?P80,81什么叫稳定性？（见图）稳定因素充分必要条件是什么？影响系统稳定因素是什么？线性系统稳定性的影响因素：系统的结构和参数（而与初始条件、输入量的形式和大小均无关）。
非线性系统稳定性的影响因素：系统的结构和参数、初始条件、输入量的形式和大小。
7. 稳定性与开环增益关系是什么？开环增益：即未接入负反馈电路时的放大倍数衡量指标是什么？如果系统稳定性不够,通过什么方法调节？相位超前校正校正方式:串联校正,并联校正二简答题1. PID校正指的是什么？对系统的影响是什么？PID校正是一种负反馈闭环控制,PID控制器通常与被控对象串联连接，做串联校正环节.PID控制器结构改变灵活，比例与微分，积分的不同组合可分别构成PD,PI PID控制器。
机械控制工程基础知识点总结
机械控制工程基础知识点总结一、知识概述《机械控制工程基础》①基本定义：机械控制工程呢，就是研究机械工程技术中的控制原理、方法等东西的学科。
简单说，就是让机械按照咱们想要的方式去工作，好比指挥一个机器人做出各种动作。
②重要程度：在机械学科里超重要啦。
如果机械没有好的控制，就像没了方向盘的汽车，瞎跑乱撞。
机械制造、机器人研发、自动化生产等好多领域都得用它。
③前置知识：需要先懂得一些基本的机械原理，像机械传动那些知识，还有物理里的动力学基础，也就是力和运动的知识。
比如说你想在机械控制中搞清楚一个部件怎么动得稳当，不知道动力学肯定不行。
④应用价值：在现代工业生产里，像汽车生产线自动化控制、数控机床里对刀具的控制，能让产品质量超稳定。
在智能家居里，控制窗帘开合、空调温度啥的也靠这方面的知识。
二、知识体系①知识图谱：它在机械学科里像个联络中心。
跟机械原理、力学、电子电路等知识都有紧密联系，是很多复杂机械系统的思维大脑。
②关联知识：和机械制造关系密切，因为制造出的机械部件要控制得好才能发挥好作用。
还有电气知识，现在机械很多都和电联系在一起，电机的控制就是典型。
③重难点分析：- 掌握难度：理解各种控制系统的原理有点难，像闭环控制、开环控制，概念不太好理解。
- 关键点：掌握不同控制方式的特点和适用场景是关键。
比如说开环控制简单但精度可能低，闭环控制精度高能自动调整不过成本高。
④考点分析：- 在考试中的重要性：蛮重要的，机械相关专业考试经常考。
- 考查方式：会有概念问答，像让你说说闭环控制系统的组成部分；也有计算，比如计算控制系统的传递函数之类的。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析：- 控制系统：就是对机械的各种动作、性能等进行调节、管理的系统。
就好比训宠物，得让宠物听你的话，控制系统就让机械听指挥。
- 开环控制：简单说就是给个输入，机械就按照预定的程序工作，不管最终结果是不是准确。
就像咱定个闹钟，不管当时是白天黑夜，到点就响，不会看看外边天亮没亮来调整响铃时间。
机械控制工程基础实验报告
机械控制工程基础实验报告一、实验目的机械控制工程基础实验是机械工程及相关专业的重要实践环节，通过实验可以加深对机械控制工程基本理论的理解，掌握控制系统的性能分析和设计方法，提高实际动手能力和解决问题的能力。
本次实验的具体目的包括：1、熟悉典型控制系统的组成和工作原理。
2、掌握控制系统数学模型的建立方法。
3、学会运用实验设备对控制系统的性能进行测试和分析。
4、培养团队合作精神和创新思维。
二、实验设备本次实验所使用的设备主要包括：1、控制实验台：包括电机、传感器、控制器等部件，用于构建控制系统。
2、计算机：安装有相关的实验软件，用于数据采集和处理。
3、示波器：用于观察系统的输入输出信号。
三、实验原理1、控制系统的组成控制系统通常由控制对象、控制器、传感器和执行机构组成。
控制对象是被控制的物理设备或过程，控制器根据传感器采集到的系统状态信息，按照一定的控制算法计算出控制量，通过执行机构作用于控制对象，使系统的输出达到预期的目标。
2、控制系统的数学模型数学模型是描述控制系统动态特性的数学表达式，常用的有传递函数和状态空间方程。
传递函数是在零初始条件下，输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比。
状态空间方程则是用一组一阶微分方程来描述系统的动态特性。
3、控制系统的性能指标控制系统的性能指标包括稳定性、准确性和快速性。
稳定性是指系统在受到外界干扰后，能够恢复到平衡状态的能力；准确性是指系统的输出与期望值之间的偏差大小；快速性是指系统从一个状态过渡到另一个状态所需的时间。
四、实验内容1、一阶系统的响应特性实验构建一阶系统，输入阶跃信号，观察系统的输出响应，记录响应曲线。
通过改变系统的参数，如时间常数，分析其对系统响应速度和稳定性的影响。
2、二阶系统的响应特性实验构建二阶系统，输入阶跃信号，观察系统的输出响应。
调整系统的阻尼比和自然频率，研究其对系统的超调量、调节时间等性能指标的影响。
3、系统的频率特性实验给系统输入不同频率的正弦信号，测量系统的输出幅值和相位，绘制系统的幅频特性和相频特性曲线。
机械工程控制基础 1-2章复习小结-shangkey
闭环系统中( )反馈作用。
A、依输入信号的大小而存在； B、不一定存在； C、必然存在； D、一定不存在。
第一章练习题：
单项选择题
关于反馈的说法正确的是( )。
A、反馈实质上就是信号的并联； B、正反馈就是输入信号与反馈相加； C、反馈都是人为加入的； D、反馈是输出以不同方式对系统的作用。
单项选择题
机械工程控制论是研究该领域中系统的(
A. 静力学 B. 能量守恒 C. 动力学 D. 物理学
)问题。
第一章练习题：
单项选择题 系统辨识是指（ ）。
A. 系统及输入已知，求系统输出 B. 输入已知，输出给定，确定系统使输出近可能符合给 定的最佳要求
C. 输入、输出均已知，求系统的结构与参数
…
第二章练习题：
填空题 传递函数的定义是对于线性定常系统,在 统输出量的拉氏变换与 之比。 的条件下，系
如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为
系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。 一阶系统传递函数 GK ( s ) 由 … 、 和
K e s 2s 1
，该系统可以看成
D. 系统已定，输出已知，拾取输入中的相关信息
第一章练习题：
单项选择题
反馈控制系统是指系统中有( A. 反馈回路 B. 惯性环节 C. 积分环节 D. PID调节器
)
第一章练习题：
多项选择题 机械工程控制论主要是研究在机械工程领域中（ ）（ ）（ ） （ ）（ ）。 ① 如何制造机床 ② 具体技术
作为平时成绩加分项；
③ 实验报告书写：无统一要求，根据个人实验情况自行完 成，字数不要太多，但要真实、有新意，而且能反映出本 次实验情况，写得好的同学也给加分。
机械工程控制基础课件小结
第四章 控制系统的时域分析
小结
主讲人 ：王 辉
机械工程控制基础
第四章 控制系统的时域分析
第一节 时间响应及其组成与输入信号
机械工程控制基础
第四章 控制系统的时域分析
一、时间响应及组成
在输入作用下，系统的输出（响应）在时域 的表现形式，在数学上，就是系统的动力方程在 一定初始条件下的解。
95％和98.2％。根据这一特点，可用实验方法测定一阶系统的时间常
数，或判定系统是否属于一阶系统。
机械工程控制基础
第四章 控制系统的时域分析
一阶系统的性能指标
1. 调整时间ts
经过时间3T~4T，响应曲线已达到稳态值的 95%~98%，可以认为其调整过程已完成，故一 般取ts=(3~4)T。
机械工程控制基础
选取这些试验信号时应注意以下三个方面。 (1) 选取的输入信号的典型性应反映系统工作 的大部分实际情况。 (2) 选取外加输入信号的形式应尽可能简单， 以便于分析处理。 (3) 应选取那些能使系统工作在最不利情况下 的输入信号作为典型的试验信号。
机械工程控制基础
第四章 控制系统的时域分析
1.阶跃信号 (step signal),阶跃函数（位置函数）
机械工程控制基础
第四章 控制系统的时域分析
机械工程控制基础
第四章 控制系统的时域分析
机械工程控制基础
第四章 控制系统的时域分析
机械工程控制基础
第四章 控制系统的时域分析
机械工程控制基础
第四章 控制系统的时域分析
机械工程控制基础
第四章 控制系统的时域分析
机械工程控制基础
第四章 控制系统的时域分析
机械工程控制基础
(完整版)机械工程控制基础简答题汇总
控制论两个核心：信息和反馈控制论与机械工程控制关系：机械工程控制论是研究控制论在机械工程中应用的一门技术学科。
控制论发展阶段及特点：第一阶段的自动控制理论，即经典伺服机构理论，成熟于40~50年代。
针对工程技术运用控制论的基本原理建立起来的在复数域（频率域）内以传递函数（频率特性）概念为基础的理论体系，主要数学基础是拉普拉斯变换和傅里叶变换，主要研究单输入—单输出定常系统的分析和设计。
第二阶段的自动控制理论，即形成于20世纪60年代的现代控制理论。
主要以状态空间法为基础建立起来的理论体系，主要针对多输入—多输出（线性或非线性）系统研究其稳定性、可控性、可观测性等系统分析、综合以及最优控制和自适应控制等问题。
第三阶段的自动控制理论，即在20世纪70年代形成的大系统理论，主要针对规模特别庞大的系统，或者特别复杂的系统，采用网络化的电子计算机进行多级递阶控制。
第四阶段的自动控制理论，即始于20世纪70年代的智能控制理论。
使工程系统、社会、管理与经济系统等具有人工智能。
机械工程控制论研究对象：机械工程控制论是研究以机械工程控制技术为对象的控制论问题。
具体的讲，是研究在这一工程领域中广义系统的动力学问题，即研究系统在一定的外界条件（即输入与干扰）作用下，系统从某一初始状态出发，所经历的整个动态过程，也就是研究系统及其输入、输出三者之间的动态关系。
控制系统研究涉及问题分类：1）系统确定，输入已知而输出未知，要求确定系统输出并分析系统性能，此类问题为系统分析。
2）系统确定，输出已知而输入未施加，要求确定输入使输出满足最佳要求，此类问题称为最优控制。
3)系统已确定，输出已知而输入已知但未知时，要求识别系统输入或输入中有关信息，此类问题即滤波与预测。
4）当输入与输出已知而系统结构参数未知时，要求确定系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此类问题即系统辨识。
5）当输入与输出已知而系统尚未构建时，要求设计系统使系统在该输入条件下尽可能符合给定的最佳要求，此类问题即最优设计。
机械工程控制基础知识点总结
机械工程控制基础知识点总结一、概述机械工程控制是指通过各种控制手段，对机械设备进行控制和调节，以达到要求的工作状态。
机械工程控制基础知识点包括电气、电子、自动化等多个学科的内容，涉及到传感器、执行器、控制器等多个方面。
二、传感器传感器是用于将物理量转换为电信号的装置，常用于测量温度、压力、流量等参数。
常见的传感器包括热电偶、压力传感器、流量计等。
在机械工程中，传感器可以用于测量机械设备的运行状态，如温度变化、压力波动等。
三、执行器执行器是指能够将电信号转换为机械运动的装置，常用于控制阀门、泵等设备。
常见的执行器包括电动阀门、液压缸等。
在机械工程中，执行器可以用于调节机械设备的运行状态，如开启或关闭阀门调节流量。
四、控制器控制器是指对传感器和执行器进行控制和调节的装置，可通过编程实现自动化操作。
常见的控制器包括PLC、单片机等。
在机械工程中，控制器可以用于实现对机械设备的自动化控制，如自动调节阀门开度、自动调节泵的流量等。
五、电气电气是机械工程控制中不可或缺的一部分，涉及到电路原理、电器元件等知识点。
在机械工程中，电气可以用于设计和维护各种控制系统。
六、电子电子是指应用于半导体材料和器件的技术和学科，包括集成电路、传感器等内容。
在机械工程中，电子可以用于设计和实现各种控制系统。
七、自动化自动化是指通过各种手段实现对生产过程或其他过程的自动化控制和管理。
在机械工程中，自动化可以用于提高生产效率和质量，并减少人力成本。
八、总结机械工程控制基础知识点包括传感器、执行器、控制器等多个方面，涉及到电气、电子、自动化等多个学科的内容。
了解这些知识点对于设计和维护各种机械设备都具有重要意义。
控制工程基础-总结(4)
s2
n2 2ns n2
s2
1130 24.2s 1130
23
第4章 系统的时域分析
控制工程基础总结
➢ 稳态误差
R(s)
E(s)
C(s)
G(s)
E(s) R(s) H (s) C(s) B(s) H (s)
ess
lim e(t)
t
lim
s0
sE(s)
lim s0 1
sR(s) G(s)H (s)
惯性环节： 1
Ts 1
延迟环节： e s
12
第3章 系统的数学模型
第3章控系制统工的程数基学础模总型结
例：试求如图所示机械系统的传递函数。其中，F(t)为系统的 输入外力，y(t)为系统的输出位移，M1和M2为质量块，K1和K2 为弹簧的弹性系数，B为阻尼器的阻尼系数。（忽略质量块重力 作用）（共10分）
2）选定Bode图坐标系所需频率范围，一般最低频率为系统 最低转折频率的1/10左右，而最高频率为最高转折频率的10 倍左右；确定坐标比例尺；确定各环节的转折频率，并将转折 频率由低到高依次标注到对数坐标纸上。
31
第5章 系统的频域分析
控制工程基础总结
3）计算20lgK，在w＝1rad/s处找到纵坐标等于20lgK的点，过
注意：对数幅频特性曲线上要标明斜率！
5) 在对数相频特性图上，分别画出各典型环节的对数相频特性 曲线，将各典型环节的对数相频特性曲线沿纵轴方向叠加，便可得
到系统的对数相频特性曲线。也可求出()的表达式，逐点描绘。
32
第5章 系统的频域分析
控制工程基础总结
例：
41 j0.5
G( j)
j 1 j2 1 j0.05 ( j0.125)2
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一：填空题
1.什么叫反馈，反馈控制？
将系统的输出全部或部分地返送回系统的输入端，并与输入信号共同作用于系统的过程，称为反馈或信息反馈。
所谓的反馈控制就是利用反馈信号对系统进行控制。
2.经典控制系统需要做什么？
本书需要是以经典控制理由来研究问题1，即通过已知系统与输入求输出，来进行系统分析方面的问题研究。
3.控制系统的目标和要求是什么？
目标：所谓控制系统，是指系统的输出能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的系统。
反馈控制是实现自动控制最基本的方法。
基本要求：稳定性，准确性，快速性
4. 在闭环反馈系统中什么是偏差和误差？发生在什么部位？
偏差：系统的输入量与反馈量之差，即比较环节的输入。
误差信号：它是指输出量的实际差与希望值之差，通常希望值是系统的输入量，这里需要注意，误差和偏差是不相同的
概念，只有在单位反馈系统，即反馈信号等于输出信号
的情况下，误差才等于偏差。
发生在什么部位？
5.什么是传递函数？
传递函数是线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉式变换与输入量的拉式变换之比。
如何将微分方程转化成传递函数。
（P27 例2-1）
6.什么是开环传递函数？
描述的是开环系统（没有反馈的系统）的动态特性。
它是开环系统中系统输出的拉氏变换与系统输入的拉氏变换之比。
开环传递函数与闭环传递函数关系是什么样的？
Gk(s)=G(s)·H(s) 开环传递函数
Gb(s)=G(s)/1+G(s)·H(s) 闭环传递函数
开环传函是闭环传函的一部分。
针对开环传递函数什么叫O型系统，I型系统，II型系统，特征是什么？P80,81
什么叫稳定性？（见图）
稳定因素充分必要条件是什么？
影响系统稳定因素是什么？
线性系统稳定性的影响因素：系统的结构和参数（而与初始条件、输入量的形式和大小均无关）。
非线性系统稳定性的影响因素：系统的结构和参数、初始条件、输入量的形式和大小。
7. 稳定性与开环增益关系是什么？
开环增益：即未接入负反馈电路时的放大倍数
衡量指标是什么？
如果系统稳定性不够，通过什么方法调节？
相位超前校正
校正方式：串联校正，并联校正
二简答题
1. PID校正指的是什么？对系统的影响是什么？
PID校正是一种负反馈闭环控制，PID控制器通常与被控对象串联连接，做串联校正环节。
PID控制器结构改变灵活，比例与微分，积分的不同组合可分别构成PD,PI PID控制器。
单由比例环节构成的控制器为比例控制器（P控制器），其实现比较简单，作用相当于串联校正中的增益调整，即增大系统的比例系数可以减少稳态误差，提高系统的控制精度。
2. 给定一个传递函数，分析该函数有哪些环节组成。
(1) 比例环节
比例环节又称无惯性环节，其运动方程式为
()() o i
x t Kx t
=
比例环节的传递函数为
()
()
()
o
i
X s
G s K
X s
==
(2) 惯性环节
显然，其传递函数为()()()o i 1
X s K
G s X s Ts ==
+
(3) 微分环节
其运动方程式为
()i o d d x x t T
t =
传递函数为
()o i ()
()X s G s Ts X s =
=
(4) 积分环节
其
运
动方程式为
o i 01()()d t
x t x t t
T =⎰
其传递函数为o i ()1
()()X s G s X s Ts =
=
(5) 振荡环节
这种环节的微分方程式为2
2o o o i 2
d d 2()()d d x x T T x t Kx t t t ζ++=
其传递函数为o 22
i ()()()21X s K G s X s T s Ts ζ=
=++
(6) 二阶微分环节
这种环节的微分方程式为
()()()
()2i i 2o i 2
d d 2d d x t x t x t K x t t t τζτ⎡⎤=++⎢⎥⎣⎦
其传递函数为
()()
()
()o 22i 21X s G s K s s X s τζτ=
=++
(7) 延迟环节
延迟环节不单独存在，一般与其它环节同时出现。
延迟环节的输入量 ()i x t 与输出量 ()o x t 之间有如下关系：
()()
o i x t x t τ=-
延迟环节是线性环节，故而其传递函数为
3.
给定一个传递函数，求这个函数的幅值和相位。
（P120 4-2(1) 参考 P91 4-2
4.什么叫幅值裕量，相位裕量（P134 图5-13）
会标注：Wr Wc Kg r
三作图题画波特图
P120 4-6 1,2,3,4
四，计算题
1.给定开环传递函数，求闭环传递函数
2.控制系统基本？
单位阶跃信号的拉式变换是什么？ 1/S 单位斜坡信号是1/S2
什么叫单位阶跃？
系统在单位阶跃信号作用下的输出称为单位阶跃响应。
求系统的稳态误差？
3.给定传递函数，求相位裕量与幅值裕量。
P136-5-10
4. 给定传递函数，求K值范围 P142 5-4 P135 5-9。