机械工程控制基础课件

1、1机械工程控制基础2机械工程控制基础3机械工程控制基础4机械工程控制基础5机械工程控制基础6机械工程控制基础7机械工程控制基础小球的稳定性小球的稳定性8机械工程控制基础01110111212)()()(1)()()(asasasabsbsbsbsHsGsGsGsNsYnnnnmmmm )()()()(01110111sNbsbsbsbsYasasasammmmnnnn 9机械工程控制基础0 yadtdyadtydadtydadtyda012n2n2n1n1n1nnnn0)()(0111 sYasasasannnn)1(00111 asasasannnn)2()(2121tsntstsnecec

2、ecty 10机械工程控制基础)4()sincos()(11 riiiiitkitsitFtEeeDtyji )3(011 kiriiiiiinjsjsssa 11机械工程控制基础12机械工程控制基础)1()( TssksGKksTsksGsGsKK 2)(1)()(02 ksTsTTks24112, 1 041 Tk13机械工程控制基础14机械工程控制基础 0 01-1-1 asasasannnn , ,01-1aaaann15机械工程控制基础 0 013-3-2-2-1-1 asasasasasannnnnnnn10113213-3212-7-5-3-1-1 6- 4-2-esdscccs

3、bbbsaaaasaaaasnnnnnnnnnnnn16机械工程控制基础13211 nnnnnaaaaab15412 nnnnnaaaaab17613 nnnnnaaaaab121311bbaabcnn 131512bbaabcnn 141713bbaabcnn 10113213-43212-7-5-3-1-1 6- 4-2-esdscccsbbbbsaaaasaaaasnnnnnnnnnnnn17机械工程控制基础10113213-3212-7-5-3-1-1 6- 4-2-esdscccsbbbsaaaasaaaasnnnnnnnnnnnn18机械工程控制基础61717746)(234 ss

4、ssssGB0617177234 ssss 00612.14057.14614.120014.1257.1467175757717117701776171 01234 sssss19机械工程控制基础)2)(1()( sssKsGKKsssKsGsGsXsYsKK 23)(1)()()()(2302323 Ksss20机械工程控制基础 0360KK60 K即即： 363210123KsKsKss 21机械工程控制基础 1613)(sssKsGK22机械工程控制基础0)1018(3623 KuuuKsssKsGB1818918)(23 23机械工程控制基础0)818(63

5、23 Kuuu91495KKK解解得得：且且即即： 10-18391410-186310123KuKuKuu 24机械工程控制基础)105. 0)(105. 0()()()2()15 . 0()()()1(23 ssksHsGsksHsG25机械工程控制基础)1(81268)(23ksssksGB 闭闭环环传传递递函函数数为为：0)1(812623 ksss特特征征方方程程为为：)1(803432)1(861210123kskskss 劳斯阵列为：劳斯阵列为：010432 kk且且即即：81 k解解得得：时时系系统统不不稳稳定定。时时系系统统稳稳定定，所所以以156

6、kk26机械工程控制基础0432 k)1(05. 005. 0)05. 0()(232ksssksGB 闭闭环环传传递递函函数数为为：0)1(05. 005. 0)05. 0(232 ksss特特征征方方程程为为：kskskss 1005. 0105. 005. 005. 001223劳劳斯斯阵阵列列为为：0101005. 0 kkk解解得得：且且即即：156 kk和和27机械工程控制基础0122234 ssss28机械工程控制基础 1s22s10s022s111s01234 0122234 ssss01234ss0s022s111s 2229机械工程控制基础 1s022s10s022s111

7、s01234 30机械工程控制基础 大小相等符号相反的实根大小相等符号相反的实根 -a a j 0 31机械工程控制基础 对对称称于于实实轴轴的的两两对对共共轭轭复复根根 -a a j 0 -jb jb 共轭共轭虚虚根根 j 0 -ja ja 32机械工程控制基础33机械工程控制基础0161620128223456 ssssss123456 0 0 16 12 2 16 12 2 16 20 8 1 ssssss34机械工程控制基础16 122)(24 sssA取出全部为零元素前一行的元素，得到辅助方取出全部为零元素前一行的元素，得到辅助方程为：程为：ssdssdA248)(3 16s38s1

8、66s248s16122s16122s162081s012345635机械工程控制基础016 12224 ssjsjs2;24,32, 1 36机械工程控制基础37机械工程控制基础38机械工程控制基础0 1 0 1)(2 1 2 1 0123KsKKsKsKs 0 1)(2 KK0 )1(2 Ks 辅辅助助特特征征方方程程为为：39机械工程控制基础jjKs212, 1 ：解解得得一一对对共共扼扼纯纯虚虚根根为为21 K0 1)(2 KK75.02 K解解得得：40机械工程控制基础0124933)2(012615)1(23453 sssssss12601261512601510123ssss 劳

9、斯阵列为：劳斯阵列为： 126150时时，当当41机械工程控制基础012345001293431ssssss 劳斯阵列为：劳斯阵列为：01293)(24 sssAssdssdA1812)(3 42机械工程控制基础1250125 . 418121293431012345 ssssss新的劳斯阵列为：新的劳斯阵列为：43机械工程控制基础44机械工程控制基础)()(1)()()(sHsGsGsXsY 45机械工程控制基础21591( )( )(1)(21)(31)ssG s H ssss 46机械工程控制基础21591( )( )(1)(21)(13 )ssG s H ssss 47机械工程控制基础

10、 0 0000 0000 000 48机械工程控制基础49机械工程控制基础221PN 221PN 50机械工程控制基础 -351机械工程控制基础4.5( )( )(21)(1)G s H ssss 综上，闭环系统不稳综上，闭环系统不稳定。定。 -352机械工程控制基础53机械工程控制基础54机械工程控制基础(a)(b)(c)(d)P=0P=0P=0P=055机械工程控制基础(c)(d)P=0P=056机械工程控制基础57机械工程控制基础()( 180 )()180cc 58机械工程控制基础1()()gggKG jH j 59机械工程控制基础1(dB)20lg20lg()()20lg()()gg

11、ggggKKG jH jG jH j 60机械工程控制基础61机械工程控制基础62机械工程控制基础根据奈奎斯特判据和此种对应关系，波根据奈奎斯特判据和此种对应关系，波德图数判据可表述如下：德图数判据可表述如下：63机械工程控制基础例例6-12 用波德图的稳定判据判断如图所示系统的稳用波德图的稳定判据判断如图所示系统的稳定性。定性。2p2p64机械工程控制基础2p2p65机械工程控制基础( )( )(1)(0.21)KG s H ss ss 66机械工程控制基础67机械工程控制基础22222(j)(j)j (1j)(10.2j)1.2(0.21)j(1)(10.04)(1)(10.04)KGHK

12、K 22(j)(j)110.04KGH (j)(j)90arctanarctan0.2GH 22(j )(j )1110.04ccccKGH 64220.041.040cccK (j)(j)90arctanarctan0.2180gggGH 68机械工程控制基础2(0.21)0g 2.236g 2220lg110.04ggggKK 18090arctanarctan0.2cc 69机械工程控制基础图图(a)可知：可知：60401.41lg1lgcc (j)(j)90arctanarctan0.2180gggGH 2.236g 2220lg110.04ggggKK 图图(b)可知可知:26040

13、4.47lg1lgcc 18090arctanarctan0.2cc 70机械工程控制基础20( )( )(0.51)G s H sss 22201020(j)(j)jj (10.5j)10.25(10.25)GH 220(j )(j )10.25GH ( )(j )(j )90arctan0.5GH 71机械工程控制基础220(j )(j )110.25cccGH 42416000cc ()(j)(j)90arctan0.590arctan(0.5 6.2)162ccccGH 120lg20lg(j)(j)gggKGH 6.1686.2(rad/s)c ( ()(j)(j)90arctan0.5180ggggGH g 72机械工程控制基础73机械工程控制基础基本要求基本要求了解系统稳定性的定义；了解系统稳定性的定义；了解系统稳定的条件；