机械工程复习参考

......1、H2XEs( )XGGGoi231Bs( )H1HG

21XiE(s)G1G2GXo1G1G2H13B(s)H2GXi1XoE(s)GG12G3XEs( )1GG12H1G2G3H2B(s)XiGGGoXi123XoG1G2G31G1G2H1G2G3H2G1G2G3HBs( )1.....c......2、以下列图系统中，x=0.6，wn=0.5/sec,求其瞬态性能指标。解：系统传达函数为iE(s)2Xo(s)nX(s)2s(s+2n)G(s)n22s2nsn且=0.6,n5/sec,则dn124/sec1trπtg1(12)0.55sectpπ20.785sec)d)d2)100%9.5%3Mpexp(π1)44ts1.33sec,(2%))nts31sec,(5%)Nts0.631(5%)n(2πd)5Nts0.851(2%))(2πd)、图示机械系统，在质块m上施加xi(t)=8.9N阶跃力后，质块的时3间响应xo(t)以下列图，求m,k,c.xo(t)/m解：xi(t)8.9N,x(∞)0.03m,0.0029oxo(tp)xo(∞)0.0029m,tp2secXo(s)10.03G(s)2kXi(s)8.9NXi(s)mscss1)求k∞limx(t)limsX(s)1234ot∞os0olims18.9N8.9故k297Nmk2cskskNs0Mpms得0.62)求meπ120.00299.6%ππ20.03k,得m77.3kgmtp21.96/sec,2dn1,得nnmc3)求c由2nc/m,也许c2mk

t(sec)xi(t)xo(t)(a).....c......4、用序次斜率法画Bode图5、已知=0.2及=86.6，试确立K取何值时，系统方能稳固。（170页例2）系统开环传达函数：GK(s)Xo(s)n2(sK)E(s)s2(s2n)系统闭环传达函数：GB(s)Xo(s)n2(sK)Xi(s)s32ns2n2sKn2特色方程：s3175000D(s)32220s234.67500K0s2nsnsKns134.675007500K0即：D(s)=s3+34.6s2+7500s+7500K=0s034.67500K0由系统稳固的充要条件，有7500K>0，亦即K>0。明显，这就是由必需条件所得的结果。.34.675007500K....c0(2)34.6，亦即K<34.6。故能使系统稳固的参数K的取值范围为0<K<34.6。......控制三因素：被控对象、控制目标、控制装置控制论实质上是研究的广义上的系统动力学，其核心是系统部以及系统与外面环境的信息交互、传达与反响系统：依据必定规律联系在一起的元素的会集静态模型反响系统在恒定载荷或缓变作用下或在系统均衡状态下的特征，现时输出仅由其现时输入所决定，一般以代数公式描述。动向模型反响系统在迅变载荷或在系统不均衡状态下的特征，现时输出还由受其从前输入的历史的影响，一般以微分方程或差分方程描述。系统及其输入、输出三者之间的动向关系即为系统的动力学识题反响就是一个将系统的输出不停地直接或间接地所有或部分地返回并输入到系统中去的过程反响分为外反响、反响、负反响、正反响反响控制：检测偏差，纠正偏差系统方框图的构成：引出点（分支点）、比较点（相加点）、元件方框反响控制系统具备丈量、比较和执行三个基本功能。控制系统分类：按反响状况分为开环控制系统和闭环控制系统；按输出量的变化规律分自动调理系统、随动系统、程序控制系统对控制系统基本要求：稳固性、快速性、精确性数学模型:描述系统动向特征的数学表达式。传达函数定义：零初始条件下，线性定常系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比。传达函数特色：1.传达函数是关于复变量s的复变函数，为复域数学模型；2.传达函数的分母反响系统自己与外界没关的固有特征，传达函数的分子反响系统与外界的联系；3.在零初始条件下，当输入确准时，系统的输出完整取决于系统的传达函数4.物理性质不一样的系统，可以拥有同样的传达函数(相似系统)传达函数的极点是微分方程的特色根，决定系统瞬态响应的收敛性，决定稳固性。传达函数的零点影响瞬态响应曲线的形状，不影响稳固性。典型环节传达函数：1.比率环节，特色：输出量与输入量成正比；不失真，不延缓。2.惯性环节，特色：存在储能元件和耗能元件。阶跃输入时，输出经过一段时间才到稳态值。3.微分环节，一般不可以单独存在。微分环节的控制作用：使输出提早;增添阻尼；增强噪声。积分环节，特色：1).输出反响输入量的积累2).输出滞后于输入,经过时间T，输出才等于输入3).输出拥有记忆功能经过一段时间后，输入变成0，输出稳固不变5.振荡环节，特色：(1)0≤x<1时，输出振荡。且x越小，振荡越激烈(2)x≥1时，输出无振荡,不是振荡环节(3)振荡环节一般含有两个储能元件和一个耗能元件6.延时环节特色：输出滞后于输入，但不失真；延时环节与惯性环节和比率环节有差别传达函数方框图三因素：传达函数方框、相加点、分支点时间响应：系统的响应（输出）在时域上的表现形式。特色根实部Re[si]的正负决定自由响应的收敛性.Re[si]<0,自由响应收敛，绝对值越大收敛越快；Re[si]>0,自由响应发散，绝对值越大发散越快。特色根虚部Im[si]的大小决定自由响应的振荡频率若所有特色根拥有负实部（位于[s]平面的左半平面），系统自由响应收敛，系统稳固。此时，自由响应称为瞬态响应，逼迫响应称为稳态响应。若存在特色根的实部大于零（位于[s]平面的右半平面），系统自由响应发散，系统不稳固如有一对特色根的实部为零（位于[s]平面的虚轴上），其他特色根均小于零，系统自由响应最后为等幅振荡，系统临界稳固.....c......如有特色根sk=0（位于[s]平面的原点），其他极点位于[s]平面的左半平面则自由响应收敛于常值，系统稳固时间响应的种类：按微分方程解的形式分：自由响应、逼迫响应；按稳固系统响应形态分：瞬态响应、稳态响应；按输入激励的形式分：零输入响应、零状态响应假如输入函数等于某个函数的导数，则该输入函数所惹起的输出等于这个函数所惹起的输出的导函数。时间常数T越小，系统惯性越小，系统响应越快；时间常数T越大，系统惯性越大，系统响应越慢。相对允许偏差越小，精度要求越高，调整时间ts越长；T越大，系统惯性越大，调整时间ts越长。二阶系统的性能指标上涨时间tr峰值时间tp3.最大超调量Mp.....c......4.调整时间ts5.振荡次数N时域解析：要点研究过渡过程，经过阶跃或脉冲输入下系统的瞬态时间响应来研究系统的性能频域解析：经过系统在不一样频率ω的谐波（正弦）输入作用下的稳态响应来研究系统的性能。频率响应：系统对谐波输入的稳态响应频率特征：对系统频率响应特征的描述幅频特征：稳态输出与输入谐波的幅值比相频特征：稳态输出与输入谐波的相位差关于开环稳固的系统，有P=0，此时闭环系统稳固的充要条件是，系统的开环频率特征G(j)H(jω)不包围