機(jī)械工程控制基礎(chǔ)----01緒論(編輯修改稿)
2025-03-02 09:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 或差分方程來描述 動態(tài)模型是描述系統(tǒng)的動態(tài)歷程的，機(jī)械工程控制論研究的是機(jī)械工程技術(shù)中廣義系統(tǒng)的動力學(xué)問題，所以往往需要采用動態(tài)數(shù)學(xué)模型，即需要建立微分方程或差分方程來描述系統(tǒng)的動態(tài)特性。 靜態(tài)模型 —— 反映系統(tǒng)在恒定載荷或緩變載荷作用下或在系統(tǒng)平衡狀態(tài)下的特性； 代數(shù)公式描述 機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 22 河北工程大學(xué) Hebei University of Engineering 控制 ：對對象施加某種操作，使其產(chǎn)生所預(yù)期的行為 。 自動控制 ：該操作由控制裝置自動完成，無須人直接參與 。即，在人不直接參與的情況下，通過控制器使被控對象（如機(jī)器設(shè)備、生產(chǎn)過程）的某些物理量（或工作狀態(tài)）能自動地按照預(yù)定的規(guī)律變化（或運(yùn)行）。 學(xué)習(xí)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)要解決兩個問題： 如何分析某個給定控制系統(tǒng)的 工作原理、穩(wěn)定性、過渡過程品質(zhì) ； 如何根據(jù)實際需要來 進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計 ，并用機(jī)電液光等設(shè)備來實現(xiàn)這一設(shè)計系統(tǒng)。 機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 23 河北工程大學(xué) Hebei University of Engineering 例 手動控制： ? 觀測實際水位，將實際水位與要求的水位值相比較，得出兩者偏差。 ? 根據(jù)偏差的大小和方向調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門的開度，即當(dāng)實際水位高于要求值時，關(guān)小進(jìn)水閥門開度，否則加大閥門開度以改變進(jìn)水量，從而改變水箱水位，使之與要求值保持一致。 被控對象？ 被控量？ — 水池 — 水位 機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 24 河北工程大學(xué) Hebei University of Engineering 例：改進(jìn) —— 自動控制： ?Q2變大 H減小，浮子下降 杠桿傾斜 閥門開大 Q1變大 Q1=Q2，液面重新穩(wěn)定。 ?Q2變小 H變大，浮子上升 杠桿傾斜 閥門關(guān)小 Q1變小 Q1=Q2，液面重新穩(wěn)定。 缺點：出水量越多 ， 水位就 越低 ， 偏離期望值就越遠(yuǎn) ， 誤差越大 。 控制的結(jié)果 ， 總 存在著一定的誤差值 。 Q1入水流量、 Q2出水流量 機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 25 河北工程大學(xué) Hebei University of Engineering 例： 再改進(jìn) —— 自動控制 ： 當(dāng)實際水位低于要求水位時，電位器輸出電壓值為正，且其大小反映了實際水位與水位要 求 值的差值，放大器輸出信號將有正的變化，電動機(jī)帶動減速器使閥門開度增加，直到實際水位重新與水位要求值相等時為止。 當(dāng)實際水位高于 要求水位呢？ 該系統(tǒng)在運(yùn)行時，無論何種干擾引起水位的偏差，系統(tǒng)都要 進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終總是使實際水位等于期望值，大大提高了控 制精度。 機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 26 河北工程大學(xué) Hebei University of Engineering 控制原理： 如果負(fù)載變化使 ω增大， 離心機(jī)構(gòu)滑套上移 液壓滑閥上移，動力活塞下移，油門關(guān)小， ω減小 直到滑閥回復(fù)到中位，ω回到設(shè)定值 通過離心機(jī)構(gòu)檢測系統(tǒng)的實際輸出值，并與設(shè)定值進(jìn)行比較，反過來作用于系統(tǒng)，形成反饋，進(jìn)而調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸出。 發(fā)動機(jī)離心調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理簡圖 例：發(fā)動機(jī)離心調(diào)速系統(tǒng) 如汽車上坡變下坡 機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 27 河北工程大學(xué) Hebei University of Engineering 反饋 反饋是機(jī)械工程控制論中一個最基本、最重要的概念 反饋的定義： 系統(tǒng)的輸出通過適當(dāng)?shù)臏y量裝置全部或部分地返回到輸入端，并與輸入共同作用于系統(tǒng)的過程。 反饋量與輸入量的比較結(jié)果叫 偏差 。 基于反饋基礎(chǔ)上的“檢測偏差用以糾正偏差”的原理又稱為 反饋控制 原理。 利用此原理組成的系統(tǒng)稱為 反饋控制系統(tǒng) 。它具備測量、比較和執(zhí)行三個基本功能。 反饋控制是實現(xiàn)自動控制的最基本的方法。 機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 28 河北工程大學(xué) Hebei University of Engineering 例：發(fā)動機(jī)離心調(diào)速系統(tǒng) 被控對象： 發(fā)動機(jī) 被控量： 轉(zhuǎn)速 ω 控制信息傳遞與反饋： 轉(zhuǎn)速 ω 離心機(jī)構(gòu) (檢測或感知） 偏差 杠桿 液壓比例控制器 油門
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