机电控制技术课件第二章机电控制系统模型
合集下载
机电控制系统
DSC 控制系统
技术发展趋势
国外自上世纪60年代出现第一台工业过程控制系统以来已经过三代产 品的发展变化，随着计算机技术及产品的发展，工业控制系统亦相应地
不断发展。
➢半导体技术集成电路技术推动微处理器、微控制器的发展。 ➢分布式控制系统已推出第四代产品，如Honeywell 公司新推出的 Expersion PKS（过程知识系统），Emerson公司的A2，横河公司 的R3（PRM－工厂资源管理系统），ABB公司的Industrial IT系统。 ➢计算机技术、通信技术、控制技术的发展，使控制系统向全数 字化、全分散式、全开放可互操作和开放式互联网络的新一代现 场总线控制系统(FCS)发展。 ➢PLC技术20世纪80年代走向成熟。 ➢自动控制理论及技术的发展，先进控制、模糊控制、人工神经 网络、人工智能技术和专家系统已在工业自动化中实际应用。
❖ 富士通法纳克公司：“将 机械学和电子学有机结合 而提供的更为优越的技
术。”
工业机械手臂
机电控制技术在机械制造业中的应用，大致经历了参数数显、硬 件数控（NC控制）、计算机数控（CNC控制）、柔性生产系统 （FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）、虚拟制造系统（VMS） 等过程，使加工制造技术与生产经营模式紧密结合，形成现代制 造技术和系统。
输入量
比较元件 串联补件
驱动元件
局部反馈
并联补偿元件
执行元件
被控对象 输出量
主反馈
测量元件
”代表比较元件，它将测量元件检测到的被控量与输入量进行比 较；“-”号表示两者符号相反，即负反馈；“+”号表示两者符号相 同，即正反馈。
二，机电控制系统的发展史
机电控制系统的发展按所用控制器件来划分，它主要经历了四个阶段：
技术发展趋势
国外自上世纪60年代出现第一台工业过程控制系统以来已经过三代产 品的发展变化，随着计算机技术及产品的发展，工业控制系统亦相应地
不断发展。
➢半导体技术集成电路技术推动微处理器、微控制器的发展。 ➢分布式控制系统已推出第四代产品，如Honeywell 公司新推出的 Expersion PKS（过程知识系统），Emerson公司的A2，横河公司 的R3（PRM－工厂资源管理系统），ABB公司的Industrial IT系统。 ➢计算机技术、通信技术、控制技术的发展，使控制系统向全数 字化、全分散式、全开放可互操作和开放式互联网络的新一代现 场总线控制系统(FCS)发展。 ➢PLC技术20世纪80年代走向成熟。 ➢自动控制理论及技术的发展，先进控制、模糊控制、人工神经 网络、人工智能技术和专家系统已在工业自动化中实际应用。
❖ 富士通法纳克公司：“将 机械学和电子学有机结合 而提供的更为优越的技
术。”
工业机械手臂
机电控制技术在机械制造业中的应用，大致经历了参数数显、硬 件数控（NC控制）、计算机数控（CNC控制）、柔性生产系统 （FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）、虚拟制造系统（VMS） 等过程，使加工制造技术与生产经营模式紧密结合，形成现代制 造技术和系统。
输入量
比较元件 串联补件
驱动元件
局部反馈
并联补偿元件
执行元件
被控对象 输出量
主反馈
测量元件
”代表比较元件，它将测量元件检测到的被控量与输入量进行比 较；“-”号表示两者符号相反，即负反馈；“+”号表示两者符号相 同，即正反馈。
二，机电控制系统的发展史
机电控制系统的发展按所用控制器件来划分，它主要经历了四个阶段：
机电传动控制课件ppt精选全文
第一节 机电传动控制系统得组成与分类
一、自动控制系统分类: (4)按系统稳态时被调量与给定量有无差别,可分为
有静差调节系统与无静差调节系统。
(5)按给定量变化得规律,可分为 定值调节系统、程序控制系统与随动系统。
(6)按调节动作与时间得关系,可分为 断续控制系统与连续控制系统;
(7)按系统中所包含得元件特性,可分为 线性控制系统与非线性控制系统。
机电传动控制课件
第一节 机电传动控制系统得组成与分类
一、自动控制系统分类: (1)从组成原理上分类
开环控制系统: 特点:系统简单;控制精度不高。 闭环控制系统: 特点:系统较复杂;控制精度高。 (2)按反馈方式得不同,可分为 转速负反馈、电势负反馈、电压负反馈及电流 正反馈控制系统; (3)按系统得复杂程度,可分为 单环自动调节系统与多环自动调节系统;
3)调速得平滑性,通常用两个相
邻调速级得转速差来衡量。
S2
n02 nN n02
D nmax
nmax
nmin n02 nN
nmax S2
nN (1 S2 )
第二节 机电传动控制系统调速方案选择
动态指标:
1)最大超调量
MP
nmax n2 n2
100%
2) 过渡过程时间 T
3) 振荡次数 N
第一节 机电传动控制系统得组成与分类
二、一般自动控制系统组成:
比较
给定 Ug + U 放大
环节 — EBR 调节环节
执行 环节
测量 环节
扰动
被调 被调量
对象
n
第二节 机电传动控制系统调速方案选择
一、调速方法 ➢纯机械方法调速: 通过变速齿轮箱或几套变速皮带轮 或其她变速机构来实现; ➢纯电气方法调速: 通过改变电动机得机械持性实现, 这时机械变速机构简单、只一套变速齿轮或皮带轮; ➢电气与机械配合调速: 用电动机来得到多种转速,同 时,又用机械变速机构得换档来进行变速。
机电传动控制PPT课件
3.2 直流电动机的机械特性
3.2.1他励电动机的机械特性
机械特性是指电动机的电磁转矩与转速 的关系，即n=f(T)
T=TM+T0
T--电动机电磁转矩即机械特性转矩;
TM_--输出转矩; T0—空载转矩(工程计算时可忽略)
1、电原理图(图2-5)
由电路原理公式，推导出
U=E+IaRa；而E=Keφn；T=KtφIa整理出:
继电器-接触器控制、可编程序控制、电力电子 技术、检测技术、直流伺服、交流伺服、步进 电动机伺服等强电控制的内容。 突出应用性
第二章 机电传动的动力学基础
2.1机电传动的运动方程式（图１－１）
TM-TL=J dω/dt 式中：TM－－电动机输出的转矩。
TL－－单轴传动的负载转矩 J －－转动惯量
注意：额定容量，对直流发电机来说，是指电刷 端输出的电功率，对直流电动机来说，是指轴上 输出的机械功率。
所以，直流发电机的额定容量为：
PN U N I N
而直流电动机的额定功率为：
PN U N I NN
3.1.3 直流电机的基本工作原理
以单个电枢绕组线圈为例说明 一、发电机（根据右手定则）
ω－－传动系统的角速度
意义：１）当TM＝ TL时；
２）当TM＞ TL时；
３）当TM＜TL时；
考虑：方向性问题１）拖动： 动： TM 与n转动相反。
TM
与n转动相同；２）制
当Tm>TL时，加速 当Tm<TL时，减速
Tm
Tm
n
n
当Tm=TL时，匀速（平衡） 3.Tm与TL的正反。 以转速的方向为准（n）
3.1直流电机的基本结构和原理
机电控制技术PPT教学课件
2020/12/11
8
技术参数
以LX19系列限位开关的主要技术参数为例 型号：LX19、 额定电压：直流：220、
交流：380、 触头对数常开：1、 触头对数常闭：1、 工作行程：3mm、 超行程：1mm
2020/12/11
9
行程开关的用途（日常用途）：
行程开关的应用方面 很多，很多电器里面 都有它的身影。它主 要是起连锁保护的作 用。最常见的例子莫 过于其在洗衣机和 录 像机（录音机）中的 应用了。
机电控制基础——行程开关
材料工程122 学号：16-20
2020/12/11
2013年11月19日
1
行程开关的定义：
生产机械中常需要控制某些机械运动的行 程或者实现整个加工过程的自动循环等， 这种控制运动行程的方法叫做行程控制 （限位控制），实现这种控制所依靠的主 要电器是行程开关，又称限位开关。
行程开关是一种根据运动部件的行程位置 而切换电路的电器，它的作用原理与按钮 类似。
2020/12/11
4
行程开关的类型：
一：按运动形式
（1）直动式：动作原 理同按钮类似，所不同的 是：一个是手动，另一个 则由运动部件的撞块碰撞。 当外界运动部件上的撞块 碰压按钮使其触头动作， 当运动部件离开后，在弹 簧作用下，其触头自动复 位。
1：推杆 2&4：弹簧 3：动断触 点 5：动合触点
2020/12/11
5
行程开关的类型：
（2）转动式：当运动机械的 挡铁(撞块)压到行程开关 的滚轮上时，传动杠连同 转轴一同转动，使凸轮推 动撞块，当撞块碰压到一 定位置时，推动微动开关 快速动作。当滚轮上的挡 铁移开后，复位弹簧就使 行程开关复位，这种是单 轮自动恢复式行程开关。
《机电传动控制》课件
感应电机
基于电磁感应原理，具有成本低 、可靠性高的优点，在工业自动 化、家用电器等领域广泛应用。
先进控制算法的研究与应用
滑模控制
01
通过在状态空间中设计滑模面并选择合适的切换规则，实现对
系统状态的快速响应和鲁棒性。
模糊控制
02
பைடு நூலகம்
利用模糊集合理论将不确定性因素转化为可计算的语言变量，
实现对复杂系统的有效控制。
03
机电传动控制系统的设计与实现
系统需求分析与设计
需求分析
明确系统的功能要求、性能指标和约束条件，为后续 设计提供依据。
总体设计
根据需求分析，确定系统的总体架构、组成模块和相 互关系。
详细设计
对每个模块进行详细设计，包括电路设计、机械结构 设计、软件设计等。
控制算法的选择与实现
算法选择
根据系统需求和性能要求， 选择合适的控制算法，如PID 控制、模糊控制等。
机床的运动状态和加工参数。
数控机床控制系统的应用范围包括航空、航天、汽车、模具等领域，为 现代制造业的发展提供了重要的技术支持。
智能家居控制系统
智能家居控制系统是实现家庭智能化和舒适化的重要手段 之一，它通过控制家庭设备的开关、调节设备的运行状态 和参数等，为家庭生活提供便利和舒适。
智能家居控制系统通常采用无线通信和网络技术，实现家 庭设备的互联互通和控制，同时通过传感器和执行器，实 时监测和调整家庭设备的运行状态和环境参数。
步进电机
利用脉冲信号控制电机转子步 进旋转的原理，实现精确的角
度和位置控制。
伺服电机
利用伺服系统控制电机旋转角 度和速度的原理，实现高精度
和高动态性能的控制。
控制器类型与工作原理
《机电控制技术》课件
执行器是控制系统中的重要组成部分，负责将控制 器的控制信号转换为机械动作或电信号。
02
执行器的种类很多，常见的有电动机、液压缸、气 动马达等。
03
执行器的选择应根据控制系统的要求和被控对象的 特性进行选择。
传感器
01
传感器是控制系统中的重要组成部分，负责检测被控对象的各种 参数，如温度、压力、位移等，并将检测到的信号转换为电信号
PID控制
总结词
PID控制是一种基于比例、积分和微分控制 的算法，通过对误差信号进行比例、积分和 微分运算，实现对被控对象的精确控制。
详细描述
PID控制器由比例、积分和微分三个环节组 成，通过对误差信号进行比例、积分和微分 运算，分别调节系统输出的幅值、速度和加 速度，以实现对被控对象的精确控制。PID 控制器具有结构简单、易于实现、稳定性好 等优点，因此在工业控制领域得到了广泛应
家用电器控制系统
家用电器控制系统是实现智能化家居的重要技术之一，通过微处理器和传感器技术，能够实现家电设 备的自动控制和远程控制。
家用电器控制系统通常采用可编程控制器（PLC）或微控制器（MCU），实现家电设备的自动化控制。
家用电器控制系统还包括人机交互界面，方便用户进行操作和控制，同时具备故障诊断和安全保护功能 ，保障家庭安全。
用。
模糊控制
总结词
模糊控制是一种基于模糊集合论和模糊逻辑的控制系 统，通过将人类的经验和知识转化为模糊规则实现对 被控对象的控制。
详细描述
模糊控制系统主要包括模糊化、模糊推理和去模糊化 三个部分。模糊化是将输入的精确量转化为模糊集合 论中的隶属度函数；模糊推理则是根据模糊逻辑的规 则进行推理，得到输出模糊集合论中的隶属度函数； 去模糊化则是将输出模糊集合论中的隶属度函数转化 为精确量。模糊控制系统能够处理不确定性和非线性 问题，因此在智能家居、机器人等领域得到了广泛应 用。
02
执行器的种类很多，常见的有电动机、液压缸、气 动马达等。
03
执行器的选择应根据控制系统的要求和被控对象的 特性进行选择。
传感器
01
传感器是控制系统中的重要组成部分，负责检测被控对象的各种 参数，如温度、压力、位移等，并将检测到的信号转换为电信号
PID控制
总结词
PID控制是一种基于比例、积分和微分控制 的算法，通过对误差信号进行比例、积分和 微分运算，实现对被控对象的精确控制。
详细描述
PID控制器由比例、积分和微分三个环节组 成，通过对误差信号进行比例、积分和微分 运算，分别调节系统输出的幅值、速度和加 速度，以实现对被控对象的精确控制。PID 控制器具有结构简单、易于实现、稳定性好 等优点，因此在工业控制领域得到了广泛应
家用电器控制系统
家用电器控制系统是实现智能化家居的重要技术之一，通过微处理器和传感器技术，能够实现家电设 备的自动控制和远程控制。
家用电器控制系统通常采用可编程控制器（PLC）或微控制器（MCU），实现家电设备的自动化控制。
家用电器控制系统还包括人机交互界面，方便用户进行操作和控制，同时具备故障诊断和安全保护功能 ，保障家庭安全。
用。
模糊控制
总结词
模糊控制是一种基于模糊集合论和模糊逻辑的控制系 统，通过将人类的经验和知识转化为模糊规则实现对 被控对象的控制。
详细描述
模糊控制系统主要包括模糊化、模糊推理和去模糊化 三个部分。模糊化是将输入的精确量转化为模糊集合 论中的隶属度函数；模糊推理则是根据模糊逻辑的规 则进行推理，得到输出模糊集合论中的隶属度函数； 去模糊化则是将输出模糊集合论中的隶属度函数转化 为精确量。模糊控制系统能够处理不确定性和非线性 问题，因此在智能家居、机器人等领域得到了广泛应 用。
机电系统控制_PPT课件
1、由机械机构实现的装置，通过与电子技 术结合，成为性能更为优越的新装置
2、由人判断、操作的设备，变为功能由机 器自动实现
3、程控设备
机电一体化
手表
相机
机电一体化
自动柜员机
Life’s too short for the wrong job!
机电一体化
五轴机器人（装配）
机电一体化
汽车生产线
机电系统控制
开课系——机械、精仪、电子、电机、自 动化。。。
开课原因
➢ 学习、科研、工作中，大量接触、使用、甚至设计 机电一体化系统；物理中的工程问题——往往面对 的便是一机电系统
➢ 协调领导团队工作的需要，有利于协调各专业学科 人才共同完成一个较复杂的系统——跨学科的团队 领导
➢ 对从事其他领域的工作有帮助
定义：利用计算机的信息处理功能对机械 进行各种控制的技术
不是机械与电子简单的叠加，而是从系统 的观点出发，将机械技术 、微电子技术、 信息技术、控制技术等在系统工程基础上 有机地加以综合，以实现整个系统最佳化 的一门新科学技术
机电一体化
多学科交叉 应用领域宽广
机电一体化
机电一体化技术的应用
机电一体化系统的组成
机械部分 执行装置 传感器 控制装置 接口
机电一体化系统的组成
各组成部分功能
计算机(大脑) 能源（内脏）
传感器(眼、耳、鼻、口、皮肤)
机械装置（骨骼） 执行装置（手、足）
血管、神经（接口）
机电一体化系统的组成
核心——控制器 控制器质量——控制理论 机电系统控制
机电一体化系统举例
CNC
位置,速 度反馈
位置,速度 检测单元
电机
机械 部件
2、由人判断、操作的设备，变为功能由机 器自动实现
3、程控设备
机电一体化
手表
相机
机电一体化
自动柜员机
Life’s too short for the wrong job!
机电一体化
五轴机器人（装配）
机电一体化
汽车生产线
机电系统控制
开课系——机械、精仪、电子、电机、自 动化。。。
开课原因
➢ 学习、科研、工作中，大量接触、使用、甚至设计 机电一体化系统；物理中的工程问题——往往面对 的便是一机电系统
➢ 协调领导团队工作的需要，有利于协调各专业学科 人才共同完成一个较复杂的系统——跨学科的团队 领导
➢ 对从事其他领域的工作有帮助
定义：利用计算机的信息处理功能对机械 进行各种控制的技术
不是机械与电子简单的叠加，而是从系统 的观点出发，将机械技术 、微电子技术、 信息技术、控制技术等在系统工程基础上 有机地加以综合，以实现整个系统最佳化 的一门新科学技术
机电一体化
多学科交叉 应用领域宽广
机电一体化
机电一体化技术的应用
机电一体化系统的组成
机械部分 执行装置 传感器 控制装置 接口
机电一体化系统的组成
各组成部分功能
计算机(大脑) 能源（内脏）
传感器(眼、耳、鼻、口、皮肤)
机械装置（骨骼） 执行装置（手、足）
血管、神经（接口）
机电一体化系统的组成
核心——控制器 控制器质量——控制理论 机电系统控制
机电一体化系统举例
CNC
位置,速 度反馈
位置,速度 检测单元
电机
机械 部件
《机电系统控制》课件
详细描述
早期的机电系统控制主要采用模拟控制方式，随着数字技术的发展，数字控制系统逐渐 取代了模拟控制系统。目前，随着人工智能和计算机技术的不断发展，智能控制系统已 经成为机电系统控制的主要发展方向。未来，随着物联网和云计算等技术的普及和应用
，机电系统控制将朝着网络化、智能化和集成化方向发信号不反馈到输入端，控制器只根据设定的 输入信号控制执行机构。
闭环控制系统
输出信号反馈到输入端，控制器根据输入信号和 反馈信号的差值进行控制。
复合控制系统
同时包含开环和闭环控制系统的特点，具有更高 的控制精度和稳定性。
控制系统的性能指标
稳定性
系统在受到扰动或输入信号变化时，能 够恢复或保持稳定状态的性能。
求。
安全问题
随着机电系统控制的复杂性和 集成度的提高，安全问题也变 得越来越突出，需要加强安全 防护和管理。
人才短缺
由于机电系统控制技术的专业 性和复杂性，人才短缺问题也 较为突出，需要加强人才培养 和引进。
成本控制
随着市场竞争的加剧，成本控 制成为机电系统控制面临的一 个重要挑战，需要加强成本管
理和优化。
模拟实验的优点
模拟实验可以避免实际操作中可能 出现的危险，同时可以节省实验器 材和时间。
控制系统的实际操作
实际操作的必要性
实际操作的优点
实际操作是理解控制系统的重要环节 ，通过实际操作可以更好地理解系统 的实际运行情况。
实际操作可以更好地理解系统的实际 运行情况，同时可以锻炼学生的动手 能力。
实际操作的步骤
VS
详细描述
机器人控制系统通过传感器、控制器和执 行器等设备，实现对机器人运动的精确控 制，使其能够完成复杂、重复或危险的任 务。机器人控制系统广泛应用于工业制造 、医疗护理、航空航天等领域。
早期的机电系统控制主要采用模拟控制方式，随着数字技术的发展，数字控制系统逐渐 取代了模拟控制系统。目前，随着人工智能和计算机技术的不断发展，智能控制系统已 经成为机电系统控制的主要发展方向。未来，随着物联网和云计算等技术的普及和应用
，机电系统控制将朝着网络化、智能化和集成化方向发信号不反馈到输入端，控制器只根据设定的 输入信号控制执行机构。
闭环控制系统
输出信号反馈到输入端，控制器根据输入信号和 反馈信号的差值进行控制。
复合控制系统
同时包含开环和闭环控制系统的特点，具有更高 的控制精度和稳定性。
控制系统的性能指标
稳定性
系统在受到扰动或输入信号变化时，能 够恢复或保持稳定状态的性能。
求。
安全问题
随着机电系统控制的复杂性和 集成度的提高，安全问题也变 得越来越突出，需要加强安全 防护和管理。
人才短缺
由于机电系统控制技术的专业 性和复杂性，人才短缺问题也 较为突出，需要加强人才培养 和引进。
成本控制
随着市场竞争的加剧，成本控 制成为机电系统控制面临的一 个重要挑战，需要加强成本管
理和优化。
模拟实验的优点
模拟实验可以避免实际操作中可能 出现的危险，同时可以节省实验器 材和时间。
控制系统的实际操作
实际操作的必要性
实际操作的优点
实际操作是理解控制系统的重要环节 ，通过实际操作可以更好地理解系统 的实际运行情况。
实际操作可以更好地理解系统的实际 运行情况，同时可以锻炼学生的动手 能力。
实际操作的步骤
VS
详细描述
机器人控制系统通过传感器、控制器和执 行器等设备，实现对机器人运动的精确控 制，使其能够完成复杂、重复或危险的任 务。机器人控制系统广泛应用于工业制造 、医疗护理、航空航天等领域。
《机电传动控制教案》课件
《机电传动控制教案》PPT课件第一章：机电传动控制概述1.1 机电传动控制的定义1.2 机电传动控制系统的组成1.3 机电传动控制的应用领域1.4 机电传动控制的发展趋势第二章：电动机及其控制2.1 电动机的分类及特点2.2 电动机的选型与安装2.3 电动机的控制方式2.4 电动机的运行维护第三章：机电传动系统的动力学分析3.1 机电传动系统的动力学基本原理3.2 机电传动系统的负载分析3.3 机电传动系统的速度和加速度控制3.4 机电传动系统的稳定性分析第四章：机电传动控制电路设计4.1 机电传动控制电路的基本组成4.2 常用控制电路的设计方法4.3 电路图的绘制与解读4.4 电路的调试与故障排查第五章：机电传动控制系统的性能评估5.1 机电传动控制系统的性能指标5.2 机电传动控制系统的仿真与实验5.3 机电传动控制系统的优化方法5.4 机电传动控制系统的可靠性分析第六章：传感器与检测技术6.1 传感器的分类与作用6.2 常用传感器的原理与应用6.3 传感器信号的处理与分析6.4 传感器的标定与补偿第七章：PLC在机电传动控制中的应用7.1 PLC的基本原理与结构7.2 PLC的编程技术与应用7.3 PLC与电动机的接口与通信7.4 PLC在机电传动控制实例分析第八章：变频器在机电传动控制中的应用8.1 变频器的基本原理与结构8.2 变频器的选型与安装8.3 变频器的控制策略与编程8.4 变频器在机电传动控制实例分析第九章：伺服控制系统及其应用9.1 伺服控制系统的基本原理9.2 伺服电动机的选型与安装9.3 伺服控制系统的调速与定位9.4 伺服控制系统在机电传动控制中的应用实例第十章：机电传动控制系统的节能与环保10.1 节能原理与技术10.2 环保原理与技术10.3 节能与环保在机电传动控制中的应用10.4 未来发展趋势与挑战第十一章：机电传动控制系统的故障诊断与维护11.1 故障诊断的基本方法11.2 故障诊断与维护的常用工具11.3 机电传动控制系统的常见故障分析11.4 故障诊断与维护的实践操作第十二章：现代机电传动控制技术12.1 智能控制技术在机电传动控制中的应用12.2 传动控制技术12.3 电动汽车传动控制技术12.4 微机电传动控制技术第十三章：案例分析与实践13.1 机电传动控制案例分析13.2 机电传动控制实验设计与实践13.3 机电传动控制系统的仿真13.4 课程设计及毕业设计指导第十四章：安全与职业素养14.1 机电传动控制系统的安全防护14.2 职业素养与职业道德14.3 安全生产法律法规14.4 安全事故案例分析与预防第十五章：课程总结与展望15.1 课程主要内容回顾15.2 机电传动控制技术的未来发展15.3 机电传动控制技术的创新与应用15.4 面向未来的学习与研究方向重点和难点解析本文主要介绍了《机电传动控制教案》PPT课件的十五个章节，涵盖了机电传动控制概述、电动机及其控制、动力学分析、控制电路设计、性能评估、传感器与检测技术、PLC和变频器在机电传动控制中的应用、伺服控制系统及其应用、节能与环保、故障诊断与维护、现代机电传动控制技术、案例分析与实践、安全与职业素养以及课程总结与展望等内容。
《机电控制技术》课件
控制器
负责处理和分析传感器采集到的数据，并根 据设定的参数来控制执行器的运动。
执行器
根据控制器的指令，执行相应的运动，如电 机、气缸等。
电源
为机电控制系统提供所需的电能，保证系统 的正常工作。
开关系统与控制系统的比较
开关系统 用于简单的开关和电流控制 只有开关和电源 应用于家用电器、照明等领域
控制系统 能够实现复杂的逻辑控制和运动控制 包含传感器、控制器和执行器等多个组件 应用于自动化生产线、机器人等智能化领域
《机电控制技术》PPT课件
这是一份关于机电控制技术的PPT课件，旨在让您了解这一领域的基本概念 和应用。通过本课件，您将探索机电控制系统的组成和其在各个领域的广泛 应用。
机电控制技术简介
电机与机械的结合
机电控制技术是通过电气控制 来实现机械运动和操作的一门 技术。它将电子技术、传感技 术和机械工程相结合，实现自 动化控制。
机电控制技术的应用领域
1
工业自动化
机电控制技术在工业生产中起到关键
电力系统
2
作用，实现自动化生产线和机器人的 运行和控制。
机电控制技术应用于电力系统中的变
压器、发电机等设备，确保电力传输
和供应的稳定性。
3
交通运输
机电控制技术在交通运输领域中应用 广泛，如电动汽车、轨道交通系统等。
机电控制技术的发展前景
数字化控制
机电控制技术使用数字化电路 和控制算法，通过传感器和执 行器来实现精确的运动控制和 操作。这提高了系统的可靠性 和性能。
智能化应用
现代机电控制技术还可以应用 于机器人、自动化生产线等智 能化领域，带来更高的生产效 率和质量。
机电控制系统组成
传感器
机电系统控制PPT课件
止状态，即处于暗态(Dar第k30O页/N共8)2。页 槽型光电开关从亮态到
◇ 图(c)所示的光电开关为机电一体化结构，在其前方安放 一
块反光板，利用光反射原理实现光电转换和控制。在无被检 测
物件下，反射光路畅通，光电接收器呈导通状态；当被检测 物
件通过将光路遮挡时，光电管收不到反射光，接收状态变化，
1）光电开关的分类和工作方式 光电开关可按其结构第、27光页/共的82传页 感方式、光的接收方式、
第28页/共82页
第29页/共82页
5 光电开关的分类和工作方式
光电开关可按其结构、光的传感方式、光的接收方式、光 的发、收方式等分类，有不同的分类或工作方式。 ◇ 图(a)为槽型光电开关，它的槽口两侧分置发光二极管和
软封装，外形尺寸为24mm×13．5mm，安装方便;
◆ 调 节 外 接 的 振 荡 电 阻 器第R234页的/共电82页阻 值 ， 可 改 变 其 语 音 的 频
3 采用反射式光电断路器的计数器电路
如图所示。 它由反射式光电断路器、整形电路、计数／译码电路和显示电路等组 成。
第24页/共82页
◆ IC1为反射式光电断路器TLP903，输入级为红外发光 二极
透射型(槽型)光电断路器的发光器和受光器在沟槽两侧相 对放置，故又称对射式光电断路器。
透射型(槽型)光电断路器工作原理
◆ 红外发光二极管的供电源采用稳定的直流电压，使流过管子 的工作电流保持在给定值； ◆ 所发射的红外光通过槽口直射至光电管的窗口； ◆ 光电管将红外光转换成相应的电流(一般为几毫安到几十毫 安)； ◆ 当槽口插入不透明物体(工件等)时，光路被阻挡，光电流变
第21页/共82页
◇图(a)为防盗报叫电路图。S为电路供电开关，推进抽屉 的将
◇ 图(c)所示的光电开关为机电一体化结构，在其前方安放 一
块反光板，利用光反射原理实现光电转换和控制。在无被检 测
物件下，反射光路畅通，光电接收器呈导通状态；当被检测 物
件通过将光路遮挡时，光电管收不到反射光，接收状态变化，
1）光电开关的分类和工作方式 光电开关可按其结构第、27光页/共的82传页 感方式、光的接收方式、
第28页/共82页
第29页/共82页
5 光电开关的分类和工作方式
光电开关可按其结构、光的传感方式、光的接收方式、光 的发、收方式等分类，有不同的分类或工作方式。 ◇ 图(a)为槽型光电开关，它的槽口两侧分置发光二极管和
软封装，外形尺寸为24mm×13．5mm，安装方便;
◆ 调 节 外 接 的 振 荡 电 阻 器第R234页的/共电82页阻 值 ， 可 改 变 其 语 音 的 频
3 采用反射式光电断路器的计数器电路
如图所示。 它由反射式光电断路器、整形电路、计数／译码电路和显示电路等组 成。
第24页/共82页
◆ IC1为反射式光电断路器TLP903，输入级为红外发光 二极
透射型(槽型)光电断路器的发光器和受光器在沟槽两侧相 对放置，故又称对射式光电断路器。
透射型(槽型)光电断路器工作原理
◆ 红外发光二极管的供电源采用稳定的直流电压，使流过管子 的工作电流保持在给定值； ◆ 所发射的红外光通过槽口直射至光电管的窗口； ◆ 光电管将红外光转换成相应的电流(一般为几毫安到几十毫 安)； ◆ 当槽口插入不透明物体(工件等)时，光路被阻挡，光电流变
第21页/共82页
◇图(a)为防盗报叫电路图。S为电路供电开关，推进抽屉 的将
机电控制技术概述.ppt
自动仓库 储存、销售用机电一体化产品 自动空调 与制冷系统及设备 自动称量、分选、销售及现金处理系统 自动化办公设备 社会服务性机电一体化产品 动力、医疗、 环保及公共服务自动化设备 文教、体育、娱乐用机电一体化产品 微机或数控型耐用消费品 家庭用机电一体化产品，炊事自动化机械 家庭用信息、服务设备
测试设备 科研及过程控制用机电一体化产品 控制 设备 信息处理系统 农、林、牧、渔及其它民用机电一体化产 品 航空、航天、国防用武器装备等机电一体 化产品
二.机电一体化构成要素
机电一体化系统与人体对应关系如下图：
举例1：数控系统组成
举例2：机器人组成
三.相关技术
1.机械技术 机电一体化的机械产品与传统的机械产品 的区别在于：机械结构更简单、机械功能更 强、性能更优越。现代机械要求具有更新颖 的结构、更小的体积、更轻的重量，还要求 精度更高、刚度更大、动态性能更好。
生产用机电一体化产品柔性生产单元自动组合生产单元储存销售用机电一体化产品自动空调与制冷系统及设备社会服务性机电一体化产品动力医疗环保及公共服务自动化设备科研及过程控制用机电一体化产品控制设备航空航天国防用武器装备等机电一体化产品机电一体化系统与人体对应关系如下图
第一章 绪 论
1.1概述 1.2机电一体化技术的产生与发展 1.3机电控制系统的基本功能和构成 1.4机电一体化控制技术的特点及分类 1.5机电一体化及其控制技术的发展方向
一、机电一体化概念 Mechatronics=Mechanics+Electronics 机械工程和电子工程相结合的技术，以 及应用这些技术的机械电子装置（产品）。
机电一体化产品分类： 数控机床、机器人、自动生产设备 生产用机电一体化产品 柔性生产单元、 自动组合生产单元 FMS、无人化工厂、CIMS 微机控制汽车、机车等交通运输工具 运输、包装及工程用机电一体化产品 ， 数控包装机械及系统 数控运输机械及工程机械设备
机电控制技术PPT课件
第26页/共32页
液体动 力学基础
液体具有黏性，流动状态其分子间会产生摩擦力；流动液体分子 间的摩擦问题较为复杂，为简化研究，不妨假设为理想液体
两点 假设
假设液体是没有黏性的，即不考虑液体的 内摩擦力
油液的可压缩性很小，一般情况下可 忽略不计
第27页/共32页
理想液体在管内作定常流动时，根据物质不灭定律，管内的液 体既不能增多，也不会减少，因此在单位时间内流过管子每个
第1页/共32页
绪论
机电 控制 技术 的 发展 过程
机电控制技术的思想蕴酿于20世纪70 年代，是自动化技术发展的必然产物
二次大战后，系统工程、控制论和信息论三门 科学几乎同时诞生，机电控制技术的产生既是 微电子技术与自动化技术发展的结果，又是信 息论、控制论和系统工程付诸生产实践的结果
在20世纪70年代，现代化的机械将电子技术、 自动化技术、计算机技术融为一体，从而使 机电控制技术进人了所谓的大发展阶段
在密闭管道内作定常流动的理想液体具有三种形式的能量， 即压力能、位能和动能；在沿管道流动的过程中，三种形 式的能量可以以转化，但在任一截面处，其能量的总和为 一常数
第30页/共32页
第31页/共32页
返回
谢谢您的观看！
第32页/共32页
截不可压缩液体作定常流动时的连续性方程：Q = A1v1 = A2v2
流量连续性 方程示意图
第28页/共32页
Pg1 2v1g2 h1Pg2 2v2g2 h2
描述了管流中的压力与流速间的关系，它是能量守恒定律在流动 液体中的表现形式
伯努利 方程
伯努利 方程 示意图
第一章 液压传动控制技术
应用举例 第三节
第一节 第四节
《机电控制技术》图文课件-第二章
2024年7月10日星期三
机电控制技术
目录 上一页 下一页
第二章 直流电动机
2.自励直流电动机 自励直流电动机可分为并励直流电动机、串励直流电动机和复励直流电动机。
1）并励直流电动机 并励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组并联, 其接线方 式如图2-6所示。
2024年7月10日星期三
机电控制技术
目录 上一页 下一页
第二章 直流电动机
2024年7月10日星期三
机电控制技术
目录 上一页 下一页
第二章 直流电动机
1.定子部分
1）机座
机座既可以固定主磁极、换向极、端盖等部件, 又是直 流电动机磁路的一部分（磁轭）。机座一般用铸钢或 厚钢板焊接而成, 具有良好的导磁性能和机械强度。
2）主磁极 3）换向极
2024年7月10日星期三
第二章 直流电动机
2）串励直流电动机 3）复励直流电动机
串励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组串联后, 接在直 流电源上, 其接线方式如图2-7所示。
复励直流电动机有并励和串励两个励磁绕组, 其接线方 式如图2-8所示。
2024年7月10日星期三
机电控制技术
目录 上一页 下一页
第二章 直流电动机
2.2.2 直流电动机的铭牌参数 直流电动机的铭牌参数主要包含以下几项：
机电控制技术
目录 上一页 下一页
第二章 直流电动机
4）电刷装置
电刷装置与换向器配合可以把转动的电枢绕组电路和 外电路连接并把电枢绕组中的交流量转变为电刷端的 直流电。电刷的个数一般等于主磁极的个数。如图2-2 所示为直流电动机的电刷装置。
2024年7月10日星期三
机电控制技术
目录 上一页 下一页
机电控制技术课程2_PLC控制系统
1969年美国数字设备公司(DEC)根据这10条指标， 研制出世界上第一台可编程控制器，并在GM公司汽车 生产线上应用，获得成功．
二 可编程控制器的用途
• 可编程控制器是一种进行数字运算的电子 系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工 业控制器． • 它采用了可编程序的存储器，用来在其内 部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数 和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模 拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产 过程． • 可编程控制器及其有关外围设备，都按易 于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能 的原则设计．
第二部分 PLC控制系统
第二章 可编程序控制器（PC）
PLC：20世纪70年代之前未引入微机，采用逻 辑电路控制，故称可编程逻辑控制器。
PC：20世纪70年代引入微机后，则称可编程序 控制器。 为了与个人电脑（PC）相区别，实际使用中将 可编程序控制器别称为ＰＬＣ
以下简介两个用ＰＬＣ来实现的控制系统： （1）框架车举升控制系统
三 可编程控制器的分类
1 从组成结构上分为两类： （1）一体化整体PLC， AnS系列模块式PLC （2）模块式PLC。 模块式PLC
CPU组件 基板
电源组件
2 按I／O点数及内存容量分：
（1）小型PLC：I／O点数小于256点，内存容量 256～ 4KB．结构一般是一体化整体式的，主要用于中 等容量的开关量控制，具有逻辑运算、定时、计 数、顺控、通信功能． （2）中型PLC：I／O点数范围在256/1024点，内存 容 量在3．6～32KB．中型PLC除具有小型PLC的 功 能外，还增加了数据处理能力．适用于小规模的 综合控制系统． （3）大型PLC：I／O点数大于1024点，内存容量在 32KB上．大型PLC除具有中、小型PLC的功能外， 增强了编程终端的处理能力和通信能力，适用于 多级自动控制和大型分散控制系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
上海交大继续教育学院
机电控制技术
高等函数初等函数
23
21:39
第二章机电控制系统模型
（4）拉氏变换的主要运算定理
➢线性定理 ➢微分定理 ➢积分定理 ➢位移定理 ➢延时定理 ➢卷积定理 ➢初值定理 ➢终值定理
电学：
欧姆定理、基尔霍夫定律
热学：
传热定理、热平衡定律
微分方程 （连续系统）
y(t ),
dy dt
机电控制技术
差分方程 （离散系统） y(kT ), y(kT T )
数学模型的 准确性和简化
非线性与线性 分布性与集中性 参数时变性和定常
上海交大继续教育学院
6
21:39
第二章机电控制系统模型
机电控制技术
用适当的数学模型进行逼近。这种方法也称为系统辨识。
上海交大继章机电控制系统模型
机电控制技术
（3）数学模型的种类 ➢时间域：
时域模型包括：微分方程、差分方程、状态方程；
优缺点：直观、准确、提供系统时间响应的全部信息；但高阶方程求解不便。
➢复数域：
复数域模型包括：传递函数、 结构图；
上海交大继续教育学院
20
21:39
第二章机电控制系统模型
（1）拉氏变换的定义
设函数f(t)满足：
① f(t)实函数；
② 当t<0时 ， f(t)=0； ③ 当t0时，f(t)的积分
f (t)est dt 0
机电控制技术
在s的某一域内收敛
则函数f(t)的拉普拉氏变换存在，并定义为：
式中：s=σ+jω（σ，ω均为实数）；
机电控制技术
② 写出每一环节(元件) 运动方程式
找出联系输出量与输入量的内部关系，并确定反映这种内 在联系的物理规律。 数学上的简化处理，（如非线性函数的线性化，考虑忽略 一些次要因素）。 注意信号传送的单向性，即前一个元件的输出是后一个元 件的输入。 注意前后连接的两个元件中，后缀对前级的负载效应，如：
➢实例一、机械运动系统时域模型的建立 ① 机械运动系统的三要素
质量 M
弹簧 K
阻尼 B
机械运动的实质： 牛顿定理、能量守恒定理
上海交大继续教育学院
实例
机械平移
机械旋转
7
21:39
第二章机电控制系统模型
机电控制技术
② 机械平移系统数学模型
！静止（平衡）工作点作为零点，以消除重力的影响。
注意：1）微分方程的系数取决于系统的结构参数
2）阶次等于独立储能元件的数量
上海交大继续教育学院
8
21:39
第二章机电控制系统模型
③ 机械旋转系统数学模型
机电控制技术
上海交大继续教育学院
9
21:39
第二章机电控制系统模型
➢实例二、电气系统时域模型的建立 ① 电气系统三元件
机电控制技术
电阻
电容
电感
电学：欧姆定理、基尔霍夫定律。
上海交大继续教育学院
的研究可转换为电路系统的研究。
上海交大继续教育学院
12
21:39
第二章机电控制系统模型 相似物理系统
机电控制技术
上海交大继续教育学院
13
21:39
第二章机电控制系统模型 （5）提取数学模型的步骤
① 划分环节 ② 写出每一环节(元件) 运动方程式 ③ 消去中间变量 ④ 写成标准形式
机电控制技术
实例
上海交大继续教育学院
16
21:39
第二章机电控制系统模型
机电控制技术
③ 写成标准形式 例如微分方程： 将与输入量有关的各项写在方程的右边；与 输出量有关的各项写在方程的左边。方程两边各导数项均按降 幂排列。
上海交大继续教育学院
17
21:39
第二章机电控制系统模型
实例一 2级减速齿轮传动系统
机电控制技术
折算转动惯量 折算力矩 折算阻尼系数 忽略转轴上的弹 性变形
上海交大继续教育学院
18
21:39
第二章机电控制系统模型
实例二 2级RC无源网络
机电控制技术
上海交大继续教育学院
19
21:39
第二章机电控制系统模型
机电控制技术
2.2 拉氏变换及其反变换
1 拉氏变换的定义 2 拉氏变换的计算 3 拉氏变换求解方程
F(s)称为函数f(t)的拉普拉氏变换或象函数;
f(t)称为F(s)的原函数；
L为拉氏变换的符号。
上海交大继续教育学院
21
21:39
第二章机电控制系统模型
（2）拉氏反变换的定义
机电控制技术
其中L－1为拉氏反变换的符号。
上海交大继续教育学院
22
21:39
第二章机电控制系统模型
（3）拉氏变换的计算
➢指数函数 ➢三角函数 ➢单位脉冲函数 ➢单位阶跃函数 ➢单位速度函数 ➢单位加速度函数 ➢幂函数
二级减速齿轮传动系统 二级RC无源网络
上海交大继续教育学院
14
21:39
第二章机电控制系统模型
① 划分环节
机电控制技术
按功能（测量、放大、执行）
根据元件工作原理和在系统中的作用，确定元件的输入量和输
出量(必要时还要考虑扰动量)，并根据需要引进一些中间变量。
上海交大继续教育学院
15
21:39
第二章机电控制系统模型
优点：将高阶方程微分化为代数方程，便于对系统的结构、参数变化对系统性能的 影响。
➢频率域：
它与系统的结构、参数密切相关，它与过渡过程性能指标有对应关系。很多元件的 频率特性都可用实验的方法确定。
上海交大继续教育学院
5
21:39
第二章机电控制系统模型
（4）建立数学模型的基础
机械运动： 牛顿定理、能量守恒定理
第二章 机电控制系统模型
1
第二章机电控制系统模型
本章主要介绍内容
A 基本概念
B 拉氏变换 反变换
数学模型 C 传递函数
D 系统 方块图
机电控制技术
上海交大继续教育学院
2
21:39
第二章机电控制系统模型 2.1 数学模型的基本概念
机电控制技术
1
数学模型的定义
机械系统
2
建立数学模型的基础 Example 电气系统
3
提取数学模型的步骤
相似系统
上海交大继续教育学院
3
21:39
第二章机电控制系统模型
机电控制技术
（1）数学模型的定义 ➢ 数学模型：描述系统变量间相互关系的动态性能的运动方程
（2）建立数学模型的方法
➢解析法 依据系统及元件各变量之间所遵循的物理或化学规律列
写出相应的数学关系式建立模型。
➢实验法 人为地对系统施加某种测试信号，记录其输出响应，并
10
21:39
第二章机电控制系统模型
② RLC串联电路时域模型
机电控制技术
上海交大继续教育学院
11
21:39
第二章机电控制系统模型 ➢机电系统相似模型
机械平移系统数学模型
机电控制技术
非常重要！
机械旋转系统数学模型
RLC串联电路时域模型
由上述方程式可见：
机械系统和电气系统的运动微分方程在数学表达式的结构上 相同，即机械系统与电路系统具有相似性，这使得对机械系统
机电控制技术
高等函数初等函数
23
21:39
第二章机电控制系统模型
（4）拉氏变换的主要运算定理
➢线性定理 ➢微分定理 ➢积分定理 ➢位移定理 ➢延时定理 ➢卷积定理 ➢初值定理 ➢终值定理
电学：
欧姆定理、基尔霍夫定律
热学：
传热定理、热平衡定律
微分方程 （连续系统）
y(t ),
dy dt
机电控制技术
差分方程 （离散系统） y(kT ), y(kT T )
数学模型的 准确性和简化
非线性与线性 分布性与集中性 参数时变性和定常
上海交大继续教育学院
6
21:39
第二章机电控制系统模型
机电控制技术
用适当的数学模型进行逼近。这种方法也称为系统辨识。
上海交大继章机电控制系统模型
机电控制技术
（3）数学模型的种类 ➢时间域：
时域模型包括：微分方程、差分方程、状态方程；
优缺点：直观、准确、提供系统时间响应的全部信息；但高阶方程求解不便。
➢复数域：
复数域模型包括：传递函数、 结构图；
上海交大继续教育学院
20
21:39
第二章机电控制系统模型
（1）拉氏变换的定义
设函数f(t)满足：
① f(t)实函数；
② 当t<0时 ， f(t)=0； ③ 当t0时，f(t)的积分
f (t)est dt 0
机电控制技术
在s的某一域内收敛
则函数f(t)的拉普拉氏变换存在，并定义为：
式中：s=σ+jω（σ，ω均为实数）；
机电控制技术
② 写出每一环节(元件) 运动方程式
找出联系输出量与输入量的内部关系，并确定反映这种内 在联系的物理规律。 数学上的简化处理，（如非线性函数的线性化，考虑忽略 一些次要因素）。 注意信号传送的单向性，即前一个元件的输出是后一个元 件的输入。 注意前后连接的两个元件中，后缀对前级的负载效应，如：
➢实例一、机械运动系统时域模型的建立 ① 机械运动系统的三要素
质量 M
弹簧 K
阻尼 B
机械运动的实质： 牛顿定理、能量守恒定理
上海交大继续教育学院
实例
机械平移
机械旋转
7
21:39
第二章机电控制系统模型
机电控制技术
② 机械平移系统数学模型
！静止（平衡）工作点作为零点，以消除重力的影响。
注意：1）微分方程的系数取决于系统的结构参数
2）阶次等于独立储能元件的数量
上海交大继续教育学院
8
21:39
第二章机电控制系统模型
③ 机械旋转系统数学模型
机电控制技术
上海交大继续教育学院
9
21:39
第二章机电控制系统模型
➢实例二、电气系统时域模型的建立 ① 电气系统三元件
机电控制技术
电阻
电容
电感
电学：欧姆定理、基尔霍夫定律。
上海交大继续教育学院
的研究可转换为电路系统的研究。
上海交大继续教育学院
12
21:39
第二章机电控制系统模型 相似物理系统
机电控制技术
上海交大继续教育学院
13
21:39
第二章机电控制系统模型 （5）提取数学模型的步骤
① 划分环节 ② 写出每一环节(元件) 运动方程式 ③ 消去中间变量 ④ 写成标准形式
机电控制技术
实例
上海交大继续教育学院
16
21:39
第二章机电控制系统模型
机电控制技术
③ 写成标准形式 例如微分方程： 将与输入量有关的各项写在方程的右边；与 输出量有关的各项写在方程的左边。方程两边各导数项均按降 幂排列。
上海交大继续教育学院
17
21:39
第二章机电控制系统模型
实例一 2级减速齿轮传动系统
机电控制技术
折算转动惯量 折算力矩 折算阻尼系数 忽略转轴上的弹 性变形
上海交大继续教育学院
18
21:39
第二章机电控制系统模型
实例二 2级RC无源网络
机电控制技术
上海交大继续教育学院
19
21:39
第二章机电控制系统模型
机电控制技术
2.2 拉氏变换及其反变换
1 拉氏变换的定义 2 拉氏变换的计算 3 拉氏变换求解方程
F(s)称为函数f(t)的拉普拉氏变换或象函数;
f(t)称为F(s)的原函数；
L为拉氏变换的符号。
上海交大继续教育学院
21
21:39
第二章机电控制系统模型
（2）拉氏反变换的定义
机电控制技术
其中L－1为拉氏反变换的符号。
上海交大继续教育学院
22
21:39
第二章机电控制系统模型
（3）拉氏变换的计算
➢指数函数 ➢三角函数 ➢单位脉冲函数 ➢单位阶跃函数 ➢单位速度函数 ➢单位加速度函数 ➢幂函数
二级减速齿轮传动系统 二级RC无源网络
上海交大继续教育学院
14
21:39
第二章机电控制系统模型
① 划分环节
机电控制技术
按功能（测量、放大、执行）
根据元件工作原理和在系统中的作用，确定元件的输入量和输
出量(必要时还要考虑扰动量)，并根据需要引进一些中间变量。
上海交大继续教育学院
15
21:39
第二章机电控制系统模型
优点：将高阶方程微分化为代数方程，便于对系统的结构、参数变化对系统性能的 影响。
➢频率域：
它与系统的结构、参数密切相关，它与过渡过程性能指标有对应关系。很多元件的 频率特性都可用实验的方法确定。
上海交大继续教育学院
5
21:39
第二章机电控制系统模型
（4）建立数学模型的基础
机械运动： 牛顿定理、能量守恒定理
第二章 机电控制系统模型
1
第二章机电控制系统模型
本章主要介绍内容
A 基本概念
B 拉氏变换 反变换
数学模型 C 传递函数
D 系统 方块图
机电控制技术
上海交大继续教育学院
2
21:39
第二章机电控制系统模型 2.1 数学模型的基本概念
机电控制技术
1
数学模型的定义
机械系统
2
建立数学模型的基础 Example 电气系统
3
提取数学模型的步骤
相似系统
上海交大继续教育学院
3
21:39
第二章机电控制系统模型
机电控制技术
（1）数学模型的定义 ➢ 数学模型：描述系统变量间相互关系的动态性能的运动方程
（2）建立数学模型的方法
➢解析法 依据系统及元件各变量之间所遵循的物理或化学规律列
写出相应的数学关系式建立模型。
➢实验法 人为地对系统施加某种测试信号，记录其输出响应，并
10
21:39
第二章机电控制系统模型
② RLC串联电路时域模型
机电控制技术
上海交大继续教育学院
11
21:39
第二章机电控制系统模型 ➢机电系统相似模型
机械平移系统数学模型
机电控制技术
非常重要！
机械旋转系统数学模型
RLC串联电路时域模型
由上述方程式可见：
机械系统和电气系统的运动微分方程在数学表达式的结构上 相同，即机械系统与电路系统具有相似性，这使得对机械系统