中南大学机械工程控制实验报告1.doc

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多轴车辆轮桥加载试验台的解耦控制实验研究

第50卷第4期中南大学学报(自然科学版) V ol.50No.4 2019年4月Journal of Central South University (Science and Technology)Apr. 2019 DOI: 10.11817/j.issn.1672−7207.2019.04.013多轴车辆轮桥加载试验台的解耦控制实验研究王慧1, 2，赵国超1，金鑫1(1. 辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新，123000;2. 哈尔滨工业大学机电工程学院, 黑龙江哈尔滨, 150001)摘要：为研究多轴车辆轮边和传动桥的工作特性和可靠性，模拟四轴车辆的实际工况，基于二次调节技术试制轮桥模拟加载试验台。

针对轮桥试验台驱动转速和输出转矩存在的耦合干扰问题，建立系统传递函数并求解出传递函数之间的对角矩阵，利用对角矩阵对系统进行解耦控制，通过轮桥模拟加载试验台进行耦合干扰实验及解耦控制实验。

研究结果表明：通过对角矩阵对试验台进行解耦控制，能有效解决驱动转速和输出转矩之间的耦合干扰问题，本实验中驱动转速误差减小78%，二次输出转矩误差减小67%，轮边输出转矩误差减小29%，解耦后提高了试验台可控性，可使试验台满足车辆轮桥的动态模拟加载实验的需求，研究结果可为此类轮桥试验台的设计及模拟加载实验提供一定的实验基础。

关键词：多轴车辆；传动桥；试验台；解耦控制；模拟加载中图分类号：TH113; TP302 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2019)04−0854−10Experimental study on decoupling control forwheel-bridge simulated test bench of multiaxial vehiclesWANG Hui1, 2, ZHAO Guochao1, JIN Xin1(1. School of Mechanical Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China;2. School of Mechanical and Electronic Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China)Abstract: In order to study the working characteristics and reliability of multiaxial vehicles' wheel-bridge, the actual working conditions of the four-axle vehicle were simulated and the wheel-bridge simulated loading test bench was established based on the secondary regulation technology. In view of the coupled interference problem between the driving speed and output torque of wheel-bridge test bench, the system transfer function was established, and the diagonal matrix between the transfer functions was solved. The diagonal matrix was used to decoupling the system and the coupled interference experiment and decoupling control experiment were carried out by the wheel-bridge test bench. The results show that the decoupling control of the test bench by the diagonal matrix can effectively solve the coupled interference problem between the driving speed and the output torque. In this test, the drive speed error is reduced by 78%, the secondary output torque error is reduced by 67% and the wheel side output torque is reduced by 29%. The test bench has better controllability by using diagonal matrix decoupling control, and it can meet the demand of vehicle wheel-bridge dynamic simulation loading experiment. The results can provide a certain experimental basis for the design of this kind of wheel bridge test bench and the simulated loading experiment.Key words: multiaxial vehicle; drive axle; test bench; decoupling control; simulated loading收稿日期：2018−06−19；修回日期：2018−08−01基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51405213) (Project(51405213) supported by the National Natural Science Foundation of China) 通信作者：王慧，博士，教授，从事二次调节技术研究；E-mail：*******************第4期王慧，等：多轴车辆轮桥加载试验台的解耦控制实验研究855随着对车辆安全可靠性和运行性能要求的不断提高，车辆关键部件的模拟加载试验研究越来越受到重视[1–2]。

中南大学自动控制原理实验报告

根据根轨迹图分析系统的稳定性
根据图 2.1 -3 所示根轨迹图，当开环增益 K 由零变化到无穷大时，可以获的下述性能： R＝ 500/K
(1) 当 K＝ 3；即 R＝ 166 KΩ 时，闭环极点有一对在虚轴上的根，系统荡，临界稳定。
(2) 当 K > 3；即 R < 166 KΩ 时，两条根轨迹进入 S 右半平面，系统 (3) 当 0 < K < 3；即 R >166 KΩ 时，两条根轨迹进入 S 左半平面，系上述分析表明，根轨迹与系统性能之间有密切的联系。利用根轨迹不仅能够环系统的动态性能以及参数变化对系统动态性能的影响，而且还可以根据对系统性的要求确定可变参数和调整开环零、极点位臵以及改变它们的个数。这就是说迹法可用来解决线性系统的分析和综合问题。由于它是一种图解求根的方法，比避免了求解高阶系统特征根的麻烦，所以，根轨迹在工程实践中获得了广泛的应
实验设备:
PC 机一台， TD-ACC+(或 TD-ACS)教学实验系统一套。
实验原理及内容
1．频率特性
当输入正弦信号时，线性系统的稳态响应具有随频率 ( ω 由 0 变而变化的特性。频率响应法的基本思想是：尽管控制系统的输入信号不是正弦函是其它形式的周期函数或非周期函数，但是，实际上的周期信号，都能满足狄利件，可以用富氏级数展开为各种谐波分量；而非周期信号也可以使用富氏积分表续的频谱函数。因此，根据控制系统对正弦输入信号的响应，可推算出系统在任信号或非周期信号作用下的运动情况。
实验现象分析
注意：在做实验前一定要进行对象整定，否则将会导致理论值和实际测量值相差较大。首先调节电阻使系统处于临界稳定的状态当 R>160 时系统处于过阻尼状态

机械工程专业课程的层次化与模块化实验教学体系改革探索与实践

能力的培养。（）３专业课程实验室建设的投入不足。学校对基础教学
化使社会对机械专业人才的素质提出了新的要求，应该具有较宽的基础知识，相应的专业知识，较强的实践能力，较高的综合能力和创新能力。Ｊ。但传统的机械工程专业课程实验教学已经无法满足学生的需要，建立适合教学发展、适应社会需求的机械工程专业课程实验教学新体系已势在必行。本文在分析传统机械专业课程实验教学存在的问题基础上，提出建立层次化与模块化的机械专业课程实验教学的新体系，
提高。
关键词：机械专业；实验教学体系；实验教学改革中南大学机电工程学院现设有 “ 机械设计制造及其自动
化 ”“ 、车辆工程 ” “ 电子制造工程 ” 及微三个机械工程类专业，
工具的使用或者是一种测量方法，综合性、新性、创开放性的
专业课程的实验室建设的主要问题表现在：（）１实验方法落后，实验内容陈旧。实验教学以教师为中心，教学方法大多为灌输式，学生只是被动的学习实验方法和
（）４实验室管理体制相对落后。改革前，为全校性工科基
础课程机械制图、机械原理、机械设计、械工程材料等基础机课程服务的实验室已整合为“ 械基础实验教学中心” 取得机，
验项目，不利于实验课程的分层设置，不利于学生的个性化培
以信息技术为核心的高新技术向机械设计制造行业的渗透，使机械设计制造技术发生了根本性的变革，机械装备也是涉
及机、液、、电、光计算机、控制等多技术集成的产品。这些变

机械工程控制基础第二章传递函数

机械工程控制基础
第二章系统的数学模型第一章绪论
2.1.3.3 写成标准形式
Back
例如微分方程中，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。
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机械工程控制基础
第二章系统的数学模型第一章绪论
2.1.4 物理系统建模举例
不满足以上条件的方程，就成为非线性方程。
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机械工程控制基础
第二章系统的数学模型第一章绪论
1 常见非线性情况
饱和非线性死区非线性
Back
间隙非线性
继电器非线性
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机械工程控制基础
第二章系统的数学模型第一章绪论
2 单摆(非线性)
Back
是未知函数的非线性函数，所以是非线性模型。
3. 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，并用适当的数学模型进行逼近。这种方法也称为系统辨识。
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机械工程控制基础
第二章系统的数学模型第一章绪论
4. 数学模型的形式时间域：微分方程差分方程
第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back高等函数初等函数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232232拉氏变换的计算拉氏变换的计算23212321计算举例计算举例第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back指数函数的拉氏变换第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back三角函数的拉氏变换尤拉公式第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back幂函数的拉氏变换第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back单位阶跃函数的拉氏变换第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back单位速度函数的拉氏变换斜坡函数第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back单位脉冲函数的拉氏变换洛必达法则第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back单位加速度函数的拉氏变换抛物线函数第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back2322拉氏变换的主要运算定理线性定理线性定理微分定理微分定理积分定理积分定理位移定理位移定理延时定理延时定理卷积定理卷积定理初值定理初值定理终值定理终值定理第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back线性定理比例定理比例定理叠加定理叠加定理第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back微分定理第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back多重微分原函数的高阶导数像函数中s的高次代数式第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back积分定理第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back多重积分原函数的n重积分像函数中除以s第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back位移定理原函数乘以指数函数e像函数d在复数域中作位移a第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back延时定理原函数平移第一章绪论机械工程控制基础第二章系统的数学模型中南大学机电工程学院back终值定理原函数ft的稳态性质sfs在s0邻域内的性质第一章绪论机械工程控制基础第二

中南大学生产实习实习报告范文5篇

中南大学生产实习实习报告范文5篇中南大学生产实习实习报告范文1生产实习是我们机械专业学习的一个重要环节，是将课堂上学到的理论知识与实际相结合的一个很好的机会，对强化我们所学到的知识和检测所学知识的掌握程度有很好的帮助。

为期10天的生产实习，我们去了__市__厂，在__厂实习当中，我们学到了许多课本上没有的知识，真的是受益匪浅。

一、实习目的1.通过在__厂生产实习，深入生产第一线进行观察和调查研究，获取必要的感性知识和使自己全面地了解机__厂的生产组织形式以及生产过程，了解和掌握本专业基础的生产实际知识，巩固和加深已学过的理论知识，并为后续专业课的教学，课程设计，毕业设计打下坚实的基础。

2.在实习期间，通过对典型零件机械加工工艺的分析，以及零件加工过程中所用的机床，夹具、量具等工艺装备，把理论知识和实践相结合起来，让我们的考察，分析和解决问题的工作能力得到有效的提高。

3.通过实习，广泛接触工人和听工人技术人员的专题报告，学习他们的好的增产经验，技术革新和成果，实践中的经验，学习他们在机械行中的无私贡献精神。

4.通过参观__市__厂，掌握一台机床从毛坯到产品的整个生产过程，组织管理，设备选择和车间布置等方面的知识，扩大知识面，开阔了视野。

5.通过记实习日记，写实习报告，锻炼与培养我们的观察，分析问题以及搜集和整理技术资料等方面的能力。

二、生产实习的要求为了达到上述实习目的，生产实习的内容和要求有：1.机械零件的加工根据实习工厂的产品，选定几种典型零件作为实习对象，通过对典型零件机械加工工艺的学习，掌握各类机器零件加工工艺的特点，了解工艺在工厂中所用的机床，夹具的工作原理和机构以及定位方式，在此基础上指定其中几个典型的零件进行重点的分析研究，要求如下：(1)阅读和查阅典型零件的零件图及其加工图，了解该零件在机床中的功用及工作条件，零件的结构特点及要求，分析此零件的加工工序、工艺。

(2)大致了解毛坯的制造工艺过程，找出铸(锻)件、型材的分型(模)面。

中南大学机械工程技术测试技术实验报告

机械工程测试技术基础实验报告姓名：***班级：*****学号：********时间：2018-5-12实验一金属箔式应变片――全桥性能实验一、实验目的了解全桥测量电路的优点。

二、实验仪器应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表三、实验原理电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR/R=Kε，式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。

金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件，如图1-1所示，四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。

图1-1图1-2全桥面板接线图通过这些应变片转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示,全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的接入邻边，当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出Uo= E∗∆R（1-1）RE 为电桥电源电压，R 为固定电阻值，四、实验内容与步骤1．应变传感器已安装在应变传感器实验模块上，可参考图1-1。

2．差动放大器调零。

从主控台接入±15V 电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端Ui 短接并与地短接，输出端Uo2 接数显电压表（选择2V 档）。

将电位器Rw4 调到增益最大位置（顺时针转到底），调节电位器Rw3 使电压表显示为0V。

关闭主控台电源。

（Rw3、Rw4 的位置确定后不能改动）。

3．按图3-1 接线，将受力相反（一片受拉，一片受压）的两对应变片分别接入电桥的邻边。

4．加托盘后电桥调零。

电桥输出接到差动放大器的输入端Ui，检查接线无误后，合上主控台电源开关，预热五分钟，调节Rw1 使电压表显示为零。

5．在应变传感器托盘上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g 砝码加完，记下实验结果，填入下表。

中南大学机械基础实验报告(机类)讲解

机械基础实验报告机械类）中南大学机械基础实验教学中心2011 年8 月目录训练一机构运动简图测绘⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1实验二动平衡实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3实验三速度波动调节实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4实验四机构创意组合实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5实验五平面机构创新设计及运动测试分析实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6实验六螺栓联接静动态实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7实验七螺旋传动效率实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8实验八带传动实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9实验九液体动压轴承实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10实验十机械传动性能综合测试实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12实验十一滚动轴承综合性能测试分析实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13实验十二机械传动设计及多轴搭接实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14实验十三减速器拆装实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15训练一机构运动简图测绘专业班级第组姓名成绩．实验目的：二、设备名称：三．机构运动简图的测绘与自由度的计算四．思考题：１．一个正确的“机构运动简图”应能说明哪些内容？绘制机构运动简图的基本步骤是什么？２．机构自由度与原动件的数目各为多少？当机构自由度=原动件的数目，机构的运动是否确定？五．收获与建议实验二动平衡实验专业班级第组姓名成绩、实验目的：、设备名称：、实验数据实验转速：四．思考题：转子动平衡为什么要在左右两个平面上进行平衡？实验三速度波动调节实验专业班级第组姓名成绩、实验目的：、设备名称：、实验数据1、当转速不变时，采用不同的飞轮，数据记录：结论：当转速不变时，飞轮转动惯量越大，则机构的速度波动越、当飞轮不变时，转速变化，数据记录：结论：当飞轮不变时，转速越大，则机构的速度波动越实验四机构创意组合实验专业班级第组姓名成绩、机构运动简图（要求符号规范标注参数）、机构的设计方案图（复印件）三、机构有____________ 个活动构件。

基于PID的直流电机速度控制系统设计实验报告

基于PID的直流电机速度控制系统设计实验报告班级：姓名：学号：指导老师：张友旺中南大学机电工程学院基于PID的直流电机速度控制系统设计实验报告一、实验目的1.熟练并掌握89C51、ADC0809等芯片的原理、硬件以及接线；2.熟练89C51单片机的指令系统，完全掌握中断，子程序，查表程序等特殊语句的应用；3.学习并掌握浮点数的原理及应用；4.回顾《机械工程控制基础》的学习内容并掌握PID控制器的原理及用法；5.锻炼自己发现并解决问题的能力，同时将课本知识应用于实践以得到更好的理解。

二、实验原理1.闭环控制/开环控制对直流电机转速的控制有一般有两种方式，一种是开环控制，一种是闭环控制。

开环控制的优点是简单、稳定、可靠。

若组成系统的元件特性和参数值比较稳定，且外界干扰较小，开环控制能够保持一定的精度。

缺点是精度通常较低，无自动纠偏能力；闭环控制的优点是控制的精度可以达到很高，而且对外界的干扰和系统的参数变化有很好的抑制作用，且可以通过输出反馈控制系统的控制过程。

缺点是存在稳定性，振荡，超调等一系列问题，对系统的性能分析和设计远比开环控制麻烦。

经过利弊的取舍，本次试验选择的是闭环控制，因为准备应用PID算法控制电机的转速，故而需要有实际转速进行反馈与给定的转速形成对比，进而通过算法输出PWM波形来控制直流电机。

2. 调速方式本实验采用脉冲宽度（PWM）调速，PWM调速具有以下几种优点：（1）系统的响应速度以及稳定精度好；（2）电流的脉动量小，容易连续，运行平稳；（3）调速范围宽，抗噪性好；（4）元件使用数少，线路简单。

PWM 的实现方式：将电机电压的通断转换为周期控制，用两个定时器T0,T1分别控制周期的时间和电压通的时间，从而调节电机的平均电压，以达到对电机电压大小的控制。

3．测速方式测速的传感器用的是光电编码器，它的原理是电动机的转动带动码盘的转动，码盘上有很多缝隙，缝隙每经过红外管一次就会产生一个脉冲，进而通过专门的芯片得到转动的频率。

液压传动与控制实验报告

液压传动与控制实验报告机械工程及自动化学院380731班张涛38071122液阻特性实验一、实验目的1、验证油液经细长孔、薄壁孔时的液阻特性指数α是否符合理论值；2、通过实验获得感性认识，建立对于理论分析所获结论的信心，进而了解到油液流经任何形式的液阻都有符合理论值的液阻特性指数。

深入地理解液阻特性，合理设计液压传动系统，对于提高系统效率、避免温升有着重要意义。

二、实验内容及说明实验内容是：测定细长孔、薄壁孔的液阻特性，绘制压力流量—曲线。

说明如下：油液流经被测液阻时产生的压力损失p ∆和流量V q 之间有着如下关系：αV q R p •=∆式中：α— 液阻特性指数； p ∆— 液阻两端压差R — 液阻，与通流面积、形状及油液性质和流态有关细长孔：L = 285 mm ，d = 2 mm薄壁孔：L = 0.3 mm ，d = 2.6 mm ，L ≤ d/2分别令被测液阻通过流量V q 为2 L/min ，3 L/min ，或其它数值，测得相应的压差p ∆，理论计算和简单的推导过程如下：αV11q R p •=∆， αV22q R p •=∆， ααV2V121q q p p=∆∆，等式两边同时取对数：V2V1V2V121lg lg lg q q q q p pααα==∆∆，则有：V2V121lg lgq q p p ∆∆=α三、实验系统原理图及实现方法1、所需的实验系统如图1所示：图1 液阻特性实验系统原理图这个系统需要在具体的实验平台上实现。

2、实验平台简介实验平台是一套多功能液压实验系统，图2所示为薄壁孔液阻特性实验所用的液压实验平台照片，图中橙色细管部分为被测薄壁孔液阻装置，两端的压力表用于测量液阻两端压差。

图3为该平台液压系统原理图照片，要实现薄壁孔液阻特性实验，需要调节实验平台面板上的一系列开关，本实验用液压泵2，打开针阀开关8（逆时针旋转至极限位置），关闭针阀开关9、10（顺时针旋转至极限位置）即可，用调速阀5进行调速，顺时针旋转调速阀手柄，流量增加，溢流阀3用于调定系统压力，瞬时针旋转溢流阀手柄，压力增加。

机械工程学科发展研究报告【范本模板】

机械工程学科发展研究报告机械工程学科是研究机械系统和产品的性能、设计及制造的理论、方法和技术的科学，它包括机械学和制造科学两大领域。

机械学是研究机械结构和系统性能及其设计理论与方法的科学，它包括制造过程及机械系统所涉及的机构学、传动学、动力学、强度学、摩擦学、设计学、仿生机械学、微纳机械学及界面机械学等。

制造科学是研究制造过程及其系统的科学。

它涵盖产品设计、成形制造、加工制造和制造系统运作管理等科学。

推动我国制造业自主发展的主要驱动力是先进制造技术，机械工程科学研究是先进制造技术的不竭源泉。

航天和国防先进装备几乎完全立足于自主创新技术。

在航空、车辆、家电、微电子、轻工业、石化、工程机械等制造业,自主创新的技术和自主品牌也越来越多.在国家自然科学基金等的支持下,机械工程学科领域,近年来取得了一系列突出进展和原创性成果，为我国经济建设和机械工程提供了大批新理论、新技术和新方法,在国内外产生了重要影响，有的领域已在国际学术界占有一席之地.清华大学在纳米摩擦学及其技术研究取得了重要进展。

在计算机硬盘基片表面超精化学机械抛光（CMP)研究中，提出了超精表面纳米粒子的行为机制，发现了化学与机械作用均衡规律，探索出硬盘基片超精表面新型CMP技术及先进的抛光工艺，使抛光后表面波纹度和粗糙度均低于。

西南交通大学结合高速铁路中的轮轨关系问题进行研究，首次在试验中发现了轮轨波磨现象,从理论和试验上深入分析了轮轨波磨的形成机制。

中国科学院兰州化学物理研究所将纳米固体润滑技术用于我国航空航天工程，发挥了重要作用。

摩擦学成为我国机械工程学科在国际学术界最具影响的学科之一。

燕山大学、上海交通大学等以螺旋理论、李群和李代数、集合论等为数学工具，提出少自由度并联机结构综合的普适性方法和通用的自由度计算公式，主螺旋解析识别模型理论。

天津大学、清华大学等提出基于线性空间理论的少自由度并联机构雅可比矩阵普适性建模方法，开发出5轴联动大型龙门混联机床、高速包装机器人等多种工程化装备。

中南大学设备管理实验报告

中南大学设备管理实验报告中南大学设备管理实验报告设备管理实验报告学院：机电工程学院专业班级：机械学生姓名：学生学号：指导教师：实验一：液压挖掘机的日常使用与维护实验1、实验目的了解液压挖掘机的工作原理，熟悉挖掘机的基本操作，熟悉液压挖掘机的日常维护常识。

2、实验内容（1）熟悉液压挖掘机的基本动作以及操作这些动作的方法（2）在老师的指导下，每一个同学都亲自操作、完成挖掘机的所有基本动作，包括动臂、斗杆、铲斗、回转动作，挖掘机的行走与手柄的操作等等。

3、实验步骤（1）在老师的指导和带领下，我们熟悉液压挖掘机的启动和关闭发动机、手柄的操作方法以及所实现的功能，液压挖掘机的前进和后退的操作，回转的操作等等（2）了解日常生活中应当怎么样去维护和正确使用液压挖掘机以及其他设备（3）一般情况下，机械或者设备最常出现的问题以及相应的解决方法；比如说铲斗顶端磨损应当及时更换，避免工作效率低下；液压挖掘机的行走过程中，避免履带与坚硬的物体发生强烈的碰撞；手柄操作要合理，不能使用太大的力气等等一些注意事项。

（4）正确操作液压挖掘机A、启动发动机B、实现挖掘机的行走功能C、实现挖掘机的回转功能D、操作控制手柄，实现动臂、斗杆、铲斗的结合动作，完成一个完整的挖掘动作E、停稳挖掘机，关闭发动机。

4、实验总结经过这一次实验，我了解了液压挖掘机的基本操作和基本维护方法，更进一步了解和理解了液压挖掘机的工作原理，并且对以前所学的知识进行梳理和总结，从而对工程机械更加好奇。

实验二：液压挖掘机的日常保养和润滑1、实验目的了解液压挖掘机的日常保养和润滑常识，了解液压挖掘机常用的润滑剂，熟悉挖掘机的保养与润滑计划的制定，熟悉挖掘机日常保养与润滑的操作。

2、实验内容1）、液压挖掘机的日常保养正确的保养和检查程序，定期保养项目和计划，了解日常保养的基本操作。

2）、液压挖掘机的润滑了解各润滑点的部位、所用润滑剂，补充或更换润滑剂的周期，了解润滑油脂的检查与更换操作3）学习液压挖掘机的日常保养的十项注意事项3、实验步骤(1)机油和燃油过滤器机油及燃油在储存及加油过程中很容易混入水分和灰尘等。

实验指导书_ 2_

实验指导书王恒升编中南大学机电工程学院2006年9月自动控制原理-1-实验一一阶RC 电路的阶跃响应一、基本理论一阶RC 电路是典型的一阶系统例子，本实验的电路原理如图1-1。

根据电路理论很容易写出以下方程u i u 0−R i11−()i C tu 0d d ⋅ oru 01C 0tτi ⌠⎮⌡d ⋅12−()由式（1-1）可以得到图1-2（a），再由式（1-2）可以得到图1-2（b），此即为一阶RC 电路的一种方框图表达形式。

图（1-1）与图1-2（b）的区别是明显的，前者的线条代表连接导线，符号代表实际的电阻与电容器件，当有输入电压时线路中有电流i 流过。

后者只是代表电路中各物理量（信号）之间的运算关系，其中并没有实际的物理量存在。

如果在电路图中有一个分支，其中的支路电流会比总电流小分支越多,后面分支中(a)(b)图1-2 RC 串联电路的一种方框图R图1-1 RC 串联电路-2-的电流越小；而方框图中的信号并不会因为分支而有所变化（如1-2（b）中的输出点）,信号的分支不影响信号的强弱。

从以上过程可以看出，方框图是数学关系式的图形表达，直观地描述了信号之间的运算关系。

如果用复频域表达，在零初始条件对式（1-1）、式（1-2）取拉普拉斯变换，可得到式（1-3），该式的运算关系可用图1-3表出。

U i s ()U 0s ()−RI s ()U 0s ()1C s⋅I s ()⋅13−()由式（1-3）可以容易地写出传递函数式，G s ()U 0s ()U i s ()1R C ⋅s ⋅1+14−()综上所述，一个RC 串联电路可以表示为： 1．用图形符号连接起来的电路图； 2．用数学式表达出的运算关系； 3．用方框图表达出的运算关系这几种方法以不同的形式表达了同一物理系统，都是这一物理系统的模型，其中电路图是一种“物理模型”，运用物理定律（欧姆定律、克希霍夫定律等）对实际物理系统进行简化，以“路”的方式研究串联RC 电路中的电磁现象；后两种方法主要针对的是其中的物理量（信号）的运算关系，更强调其中的“运算”，甚至于可以暂时撇开RC 串联电路的物理系统本身，只研究变量之间的运算关系，因此是这一系统的“数学模型”。

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中南大学
机械工程控制基础实验报告
机电工程学院机械专业班同组人
姓名fxj 学号指导老师
实验日期2013 年月日
实验名称一阶RC电路的阶跃响应
一、实验目的成绩
1 ．研究一阶RC串联电路在阶跃信号激励下的响应；
2 ．研究电路参数对响应曲线的影响；
3 ．研究初始条件对响应曲线的影响；
4 ．研究一阶系统的特征参数。

二、实验原理简述
一阶 RC 电路是典型的一阶系统例子，本实验的电路原理如图1-1 。

R
i
1M Ω
u i
u o
C
1μF
图 1-1 RC 串联电路
根据电路理论很容易写出以下方程
u i u 0
(1 1)
i
R
t
d
1
or
i C
dt u 0
u
0 C
i d
(1 2)
由式（ 1-1 ）可以得到图 1-2 （a ），再由式（ 1-2 ）可以得到图 1-2 （ b ），此即为一
阶 RC 电路的一种方框图表达形式。

i
i
i
i
∫t τ
o
图（1-1 ）与图 1-2 （b ）的区别是明显的，前者的线条代表连接导线，符号代表实
际的电阻与电容器件，当有输入电压时线路中有电流
i 流过。

后者只是代表电路中各物
理量（信号）之间的运算关系，其中并没有实际的物理量存在。

如果在电路图中有一个
分支，其中的支路电流会比总电流小分支越多
,后面分支中的电流越小；而方框图中的
信号并不会因为分支而有所变化（如
1-2 （b ）中的输出点） ,信号的分支不影响信号的
强弱。

从以上过程可以看出，方框图是数学关系式的图形表达，直观地描述了信号之间
的运算关系。

如果用复频域表达，在零初始条件对式（
1-1 ）、式（ 1-2 ）取拉普拉斯变换，可得
到式（ 1-3 ），该式的运算关系可用图 1-3 表出。

U i (s) U 0( s)
U 0(s)
1 (1 3)
I( s)
I( s)
R
C s
i
由式（ 1-3 ）可以容易地写出传递函数式，
U 0( s) 1
G( s) (1 4)
U i(s) R C s 1
综上所述，一个 RC 串联电路可以表示为：
1 ．用图形符号连接起来的电路图；
2 ．用数学式表达出的运算关系；
3 ．用方框图表达出的运算关系
这几种方法以不同的形式表达了同一物理系统，都是这一物理系统的模型，其中电路
图是一种“物理模型” ，运用物理定律（欧姆定律、克希霍夫定律等）对实际物理系统
进行简化，以“路”的方式研究串联RC 电路中的电磁现象；后两种方法主要针对的是
其中的物理量（信号）的运算关系，更强调其中的“运算”，甚至于可以暂时撇开RC 串联电路的物理系统本身，只研究变量之间的运算关系，因此是这一系统的“数学模型”。

根据研究系统的任务的不同，可以采用不同的模型方法。

对于上述系统，如果需要分析
电路中的功率传递、功率因数等，采用电路图的方式是合理的；如果要更宏观地分析系
统的动态过程、信号相移、频率特性等，显然用数学模型更为适宜。

三、实验仪器与设备
计算机（数据采集卡： PCJ6014 ）
NI ELVIS 工作台套件 ,包括上面的面包板（原型板，Prototyping Board ）,这两者之间通过 68 芯通信电缆相连计算机软件
百度文库- 让每个人平等地提升自我
四、实验数据及其处理、图表
实验一：
已知： C= μF，U0=0，U c=5， R=2000Ω数据及实验图如下已知： C=μ F， U0=2，U c=5， R=2000Ω数据及实验图如下
已知：C=μ F ，U0=0 ，U c=5 ，R=4000 Ω数据及实验图如下已知：C=μF，U 0=2，U c=5，R=4000Ω数据及实验图如下
五、实验结果分析与讨论
1.由实验，可以验证一阶串联RC 系统的阶跃响应中过渡时间ts 与时间常数 T 的关系是 ts ≈4T=4RC. 与理论值 ts=4T 接近。

2.由实验，看出系统的稳态输出Uo 与输入 Ui 的值接近，即 Ui≈Uo。

瞬态响应随时间的增大逐渐衰减至零，稳态响应Uo=k=Ui，实验结果与理论分析符合。

3.由实验分析，当Ui 相等时，稳态输出电压相等，可知稳态电压与RC 无关：由实验比较分析，当R 值改变时，系统的Ts 相应改变：由实验分析，当 C 值相同， R 值不同时，稳态电压随输入而改变，即稳态电压与R 无关。

4一阶单位阶跃系统响应随着时间常数的增大而增大，而且变化趋势随时间的增大
而减小。