機(jī)械工程控制基礎(chǔ)教案-文庫(kù)吧資料
2024-10-08 15:55本頁(yè)面
【正文】 (s) 比例環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 G（s）== Y（s）/ X (s)=K 方框圖 實(shí)際對(duì)象如：杠桿、放大器、傳動(dòng)鏈之速比、測(cè)速發(fā)電機(jī)的電壓與轉(zhuǎn)速 慣性環(huán)節(jié)(一階環(huán)節(jié)) 這種環(huán)節(jié)具有一個(gè)儲(chǔ)能元件，慣性環(huán)節(jié)的微分方程為 式中t 慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)；K_環(huán)節(jié)的比例系數(shù)。逐個(gè)研究和掌握這些典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)的特性，就不難進(jìn)一步綜合研究整個(gè)系統(tǒng)的特性。具體方法詳見例題部分。 由系統(tǒng)的原理圖求傳遞函數(shù)； 由系統(tǒng)的微分方程求傳遞函數(shù)； 由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖求傳遞函數(shù)； 由系統(tǒng)的頻率特性曲線求傳遞函數(shù)； 由系統(tǒng)的響應(yīng)曲線或響應(yīng)的解析式求傳遞函數(shù)。一般零點(diǎn)、極點(diǎn)可為實(shí)數(shù)，也可為復(fù)數(shù)，若為復(fù)數(shù)，必共軛成對(duì)出現(xiàn)。 傳遞函數(shù)的零點(diǎn)和極點(diǎn)： G(s)=C(s)/R(s)將上敘定義式的分子和分母分解因式，傳遞函數(shù)表達(dá)式又可表示為： 式中K__放大系數(shù)。 傳遞函數(shù)只描述系統(tǒng)的輸入輸出特性，而不能表征系統(tǒng)內(nèi)部所有狀況的特性。 傳遞函數(shù)G(s)的拉氏反變換是單位脈沖響應(yīng)g(t)。當(dāng)傳遞函數(shù)為n階時(shí)，即稱為n階系統(tǒng)。于是，由定義得系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 則有C（s）=G（s）R（s）。對(duì)零初值響應(yīng)的分析就是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、參數(shù)的分析。(t)]=sF(s)f (0) 式中的f (0)為原函數(shù)f (t)在t=0時(shí)的值。） 1．線性定理(性質(zhì)2 線性性質(zhì)：)令f1 (t)和 f2 (t)是2個(gè)任意的時(shí)間函數(shù)，且它們的象函數(shù)分別為F1（s）和F2（s），a和b是2個(gè)任意的常數(shù)，于是： L[a f1 (t)+ b f2 (t)]= a L[f1 (t)]+ b L[f2 (t)] = a F1（s）+ b F2（s） 2．微分定理（性質(zhì)3 （時(shí)域）導(dǎo)數(shù)性質(zhì)）：原函數(shù)f(t)的象函數(shù)與其導(dǎo)數(shù)f39。 如果F（s）已知，要求出它所對(duì)應(yīng)的原函數(shù)f(t)，則由F（s）到f(t)的變換稱為拉普拉斯反變換，為書寫簡(jiǎn)便起見，通?？捎糜浱?hào)L[ ]表示對(duì)方括號(hào)里的函數(shù)作拉氏變換，即用記號(hào)L1[ ]表示對(duì)方括號(hào)里的函數(shù)作拉氏反變換，即 用拉氏變換法求解線性電路的時(shí)域響應(yīng)時(shí)，要求把響應(yīng)的拉氏變換式反變換為時(shí)間函數(shù)，這就是拉氏反變換。記為 。F（s）稱為f(t)的象函數(shù)，f(t)稱為F（s）的原函數(shù)。 對(duì)一類特定的線性定常微分方程，可用拉氏變換方法分析、求解，引出傳遞函數(shù)概念。 具體作法：在工作點(diǎn)附近進(jìn)行泰勒級(jí)數(shù)展開。 本課就是介紹線性系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法。對(duì)非線性系統(tǒng)的線性化處理可使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析簡(jiǎn)化。第二節(jié) 線性化 非線性程度不嚴(yán)重或在一定范圍內(nèi)可近似為線性系統(tǒng)的非線性系統(tǒng)可化為線性系統(tǒng)處理。 電樞控制式的直流電動(dòng)機(jī)： 解： 1．輸入量：Ua、ML 輸出量：w 2．列寫原始方程 電樞回路方程： 3．消去中間變量ia , Ea , Mm 從方程可看：輸入、輸出及各階導(dǎo)數(shù)之間無乘積關(guān)系 可見：方程線性 輸入、輸出及各階導(dǎo)數(shù)為常數(shù) 可見：方程為線性定常系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)微分方程列出后，只要給定輸入量的初始條件，便可以對(duì)微分方程求解。 獲取微分方程的步驟： 1．了解系統(tǒng)的工作原理，列出輸入量、輸出量 2．列寫原始方程 3．消去中間變量 4．寫出描述輸入輸出關(guān)系微分方程 微分方程是線性方程時(shí)，且各項(xiàng)系數(shù)均為常數(shù)則描述的系統(tǒng)為線性定常系統(tǒng)。 設(shè)：給定量或擾動(dòng)量為系統(tǒng)的輸入量 r , n 被控制量稱為系統(tǒng)輸出量 y , c 系統(tǒng)的輸出量在系統(tǒng)輸入量作用下的變動(dòng)過程稱作系統(tǒng)的響應(yīng)。） 經(jīng)典理論（自動(dòng)控制原理）中著重研究系統(tǒng)的輸入與輸出的關(guān)系。一個(gè)完整的控制系統(tǒng)通常是由若干元器件或環(huán)節(jié)以一定方式連接而成的，系統(tǒng)可以是由一
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