機械工程控制基礎1-緒論(編輯修改稿)
2025-03-02 01:54 本頁面
【文章內容簡介】 ?算子 an pn+ an1 pn1+…+ a1 p+ a0反映系統本身的固有特性。 ?算子 bm pm+ bm1 pm1+…+ b1 p+ b0反映系統與外界的聯系。 y (t) ， 253。( t)， … 為刻畫系統動態(tài)歷程的狀態(tài)變量 y(0)， 253。( 0)， … 為系統在受外界作用前的初始狀態(tài) )1(0)1(0001)1(1)(01)1(1)()0()0()0( ??????????????????nnmmmmnnnnyyyyyyxbxbxbxbyayayaya..?. .??y(t)為系統的輸出 x(t)為系統的輸入 28 29 工程控制論的研究內容 ?最優(yōu)控制問題 系 統輸 入輸 出緒論 — 研究對象與任務 已知系統和系統的理想輸出，設計輸入，使系統的輸出滿足要求。 已知輸入和理想輸出，設計系統，使輸出滿足要求。 ?系統分析問題 系 統輸 入輸 出已知系統和輸入，求系統的輸出，并通過響應來研究系統本身的問題。 ?最優(yōu)設計問題 系 統輸 入輸 出30 工程控制論的研究內容 緒論 — 研究對象與任務 輸出已知，確定系統，以識別輸入或輸入中的有關信息。 ?系統識別或辯識問題 系 統輸 入 輸 出結 構 、 參 數已知系統的輸入和輸出，求系統的結構與參數，建立系統的數學模型。 工程控制論的研究內容?濾波與預測問題 系 統輸 入 輸 出識 別信 息31 例 1 如圖所示的電熱水器，為了保持希望的溫度，由溫控開關接通或斷開電加熱器的電源。在使用熱水時，水箱中流出熱水并補充冷水。試說明該系統工作原理并畫出系統的方框圖。 解： 在電熱水器系統中，水箱內的水溫需要控制，即水箱為 控制對象 。水的實際溫度是 被控制量 ，或系統的 輸出量 ，設為 To，輸入量為用戶希望的溫度，設為 Ti；由于放出熱水并注入冷水或水箱散熱等原因而使水箱內水溫下降為系統的干擾。 當 To= Ti時，測溫元件將實際溫度轉化成電信號，與溫控開關預先設定的信號進行比較得到的偏差信號為 0，此時加熱器不工作，水箱中的水保持希望的溫度。當注入冷水使 To下降時，偏差不為 0，電控開關接通電源使電加熱器工作對水加熱，直到 To= Ti為止。 緒論 — 研究對象與任務 32 系統工作框圖如下： 若要考察水箱中的水溫 To能否保持為希望的溫度 Ti， 并通過實際輸出的水溫 To與希望的溫度 Ti之間的差別，考察各個組成部分的參數是否合理，即為 系統分析問題 。 溫 控開 關電 加熱 器水 箱干 擾測 溫元 件電 位器TiTo緒論 — 研究對象與任務 33 教學內容 系統及其模型 34 ? 系統 ， 廣義系統 ？ 系統 ： 按一定規(guī)律聯系在一起的元素的集合 。 廣義系統： 具有系統要素的一切事物和對象；可大可小 ，可繁可簡 ， 甚至可實可虛 ， 完全由研究的需要而定 。 緒論 — 系統及其模型 35 例如： ?研究某一產業(yè)集團 （ 甚至包括現在所謂的 “ 虛擬企業(yè) ”或 “ 企業(yè)動態(tài)聯盟 ” ） 或某一機器制造廠應如何調整產品生產以適應市場變化的需要時 ， 此集團或此廠就是一個廣義系統 ， 市場情況是輸入 ， 產品生產情況是輸出 。 ?研究某臺機床在切削過程中的動力學問題時 ， 切削本身可作為一廣義系統； ?研究機床所加工的工件的某些質量指標時 ， 這一工件本身可以作為一廣義系統； ?研究機床操作者在加工過程中的作用時 ， 操作者本身或操作者的思維等可作為一廣義系統 。 緒論 — 系統及其模型 36 緒論 — 系統及其模型 二、機械系統 機械系統： 以實現一定的機械運動，承受一定的機械載荷為目的，由機械元件組成
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