机电控制工程基础优秀PPT.ppt
《机电控制工程基础优秀PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机电控制工程基础优秀PPT.ppt(43页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、机电控制工程基础你现在浏览的是第一页,共43页课程的性质和任务课程的性质和任务q 课程的性质课程的性质中央广播电视大学机械设计制造及其自动化专业的一门必修专中央广播电视大学机械设计制造及其自动化专业的一门必修专业基础课程业基础课程q 课程的任务课程的任务通过本课程的教学和实践,使学生掌握自动控制的基本理论、自通过本课程的教学和实践,使学生掌握自动控制的基本理论、自动控制系统校正及设计基本方法,全面培养学生分析系统、设计动控制系统校正及设计基本方法,全面培养学生分析系统、设计系统的能力,使学生在面对实际问题时,能够站在系统的、全局系统的能力,使学生在面对实际问题时,能够站在系统的、全局的高度来思
2、考。的高度来思考。你现在浏览的是第二页,共43页课程的基本要求课程的基本要求q深刻理解自动控制系统的基本概念,区分开环与闭环控制系统;深刻理解自动控制系统的基本概念,区分开环与闭环控制系统;q能够熟练建立系统的传递函数数学模型,掌握系统复杂动态结构图的能够熟练建立系统的传递函数数学模型,掌握系统复杂动态结构图的化简,了解机电系统的微分方程的建立;化简,了解机电系统的微分方程的建立;q理解系统时域分析的基本概念,熟练求解一阶和二阶系统的响应,理解系统时域分析的基本概念,熟练求解一阶和二阶系统的响应,深刻理解系统稳定性的基本概念,掌握深刻理解系统稳定性的基本概念,掌握Routh稳定性判据的基本思稳
3、定性判据的基本思想,掌握系统的稳态误差的求解;想,掌握系统的稳态误差的求解;q深刻理解频率法的基本概念,掌握典型环节频率特性的绘制方法,深刻理解频率法的基本概念,掌握典型环节频率特性的绘制方法,重点掌握系统暂态特性和开环频率特性的关系重点掌握系统暂态特性和开环频率特性的关系;q掌握典型系统根轨迹的绘制原则;掌握典型系统根轨迹的绘制原则;q理解控制系统校正的基本概念,能够利用计算机工具实现系统的串理解控制系统校正的基本概念,能够利用计算机工具实现系统的串联校正、并联校正,基本掌握联校正、并联校正,基本掌握PID控制方法。控制方法。你现在浏览的是第三页,共43页课程的体系结构课程的体系结构控制系统
4、的控制系统的一般概念一般概念控制系统建模控制系统建模性能指标性能指标时域法时域法频域法频域法分析分析根轨迹法根轨迹法综合综合你现在浏览的是第四页,共43页第一章第一章 控制系统的一般概念控制系统的一般概念q教学内容教学内容开环与闭环控制系统开环与闭环控制系统闭环系统的组成和基本环节闭环系统的组成和基本环节自动控制系统的类型自动控制系统的类型自动控制系统的性能指标。自动控制系统的性能指标。q教学要求教学要求熟练掌握:开环与闭环的概念、闭环控制系统的工作原理。熟练掌握:开环与闭环的概念、闭环控制系统的工作原理。掌握:自动控制系统性能指标的概念。掌握:自动控制系统性能指标的概念。了解:相关的工程应用
5、实例。了解:相关的工程应用实例。q教学重点教学重点开环和闭环的概念;开环和闭环的概念;负反馈工作原理。负反馈工作原理。你现在浏览的是第五页,共43页第一章第一章 控制系统的一般概念控制系统的一般概念q教学方法与设计教学方法与设计结合实例,引出教学知识点(比如对开环、闭环等概念);结合实例,引出教学知识点(比如对开环、闭环等概念);针对教学内容中的重点和难点均辅以例题,达到加深概念的理解,掌针对教学内容中的重点和难点均辅以例题,达到加深概念的理解,掌握基本原理的目的。握基本原理的目的。q重点习题及其题型重点习题及其题型类型类型1:根据系统的工作原理图能运用所学知识分析该系统的组成并绘制:根据系统
6、的工作原理图能运用所学知识分析该系统的组成并绘制出相应的系统框图;出相应的系统框图;类型类型2:负反馈工作原理的运用。:负反馈工作原理的运用。你现在浏览的是第六页,共43页思考题思考题:图为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热,从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图,并说明系统的工作原理。水温调节系统工作原理图水温调节系统工作原理图你现在浏览的是第七页,共43页水温调节系统方框图水温调节系统方框图你现在浏览的是第八页,共43页第二章第二章 控制系统的数学模型控制系统的数学模型q教学内容教学内容自动控制系统的微分方程的建立;自动控制系统的微分方程的建立
7、;拉氏变换及反变换;拉氏变换及反变换;系统传递函数模型;系统传递函数模型;系统动态结构图及其等效变换。系统动态结构图及其等效变换。q教学要求教学要求熟练掌握:系统传递函数模型(定义,建立方法等);熟练掌握:系统传递函数模型(定义,建立方法等);掌握:微分方程模型和传递函数模型间的关系;动态结构图的等效变换。掌握:微分方程模型和传递函数模型间的关系;动态结构图的等效变换。了解:自动控制系统的微分方程模型;拉氏变换。了解:自动控制系统的微分方程模型;拉氏变换。q教学重点教学重点控制系统传递函数模型及其求解方法。控制系统传递函数模型及其求解方法。q 教学方法(结合典型例题)教学方法(结合典型例题)你
8、现在浏览的是第九页,共43页第二章第二章 控制系统的数学模型控制系统的数学模型q重点题型与习题重点题型与习题类型类型1:对一些基本概念的理解与掌握:对一些基本概念的理解与掌握数学模型;数学模型;传递函数的定义;传递函数的定义;系统的零点与极点;系统的零点与极点;系统的特征多项式和特征方程;系统的特征多项式和特征方程;在零初始条件下,微分方程模型如何转换为传递函数模型?在零初始条件下,微分方程模型如何转换为传递函数模型?你现在浏览的是第十页,共43页K增益增益 首首1 1标准型:标准型:尾尾1 1标准型:标准型:你现在浏览的是第十一页,共43页类型类型2:已知系统的动态结构图,会熟练求取系统的闭
9、环传递函已知系统的动态结构图,会熟练求取系统的闭环传递函数。数。Gc(s)G o(s)H(s)D(s)Y(s)R(s)-U(s)E(s)你现在浏览的是第十二页,共43页G1G2G3G4C(s)G6-G5G7-R(s)-A如何应用系统动态结构图的等效变换准则,求取系统的如何应用系统动态结构图的等效变换准则,求取系统的闭环传递函数?闭环传递函数?你现在浏览的是第十三页,共43页第三章第三章 控制系统的时域分析控制系统的时域分析q教学内容教学内容单位阶跃响应与控制系统的动态性能指标;单位阶跃响应与控制系统的动态性能指标;一阶系统的阶跃响应;一阶系统的阶跃响应;二阶系统的阶跃响应;二阶系统的阶跃响应;
10、Routh稳定判据;稳定判据;稳态误差的分析与计算。稳态误差的分析与计算。q教学要求教学要求熟练掌握:一阶、二阶系统的阶跃响应,熟练掌握:一阶、二阶系统的阶跃响应,Routh稳定判据。稳定判据。掌握:稳态误差的求取。掌握:稳态误差的求取。了解:高阶系统的时域分析。了解:高阶系统的时域分析。你现在浏览的是第十四页,共43页q教学重点内容教学重点内容系统稳定性及动态、静态的基本概念;系统稳定性及动态、静态的基本概念;一阶及二阶系统参数与动态性能指标间的关系与计算;一阶及二阶系统参数与动态性能指标间的关系与计算;如何运用劳斯稳定判据判别系统的稳定性。如何运用劳斯稳定判据判别系统的稳定性。q需掌握的知
11、识点需掌握的知识点一阶系统一阶系统一阶系统只有一个特征参数一阶系统只有一个特征参数T。在一定输入作用下,系统响应由时间常数。在一定输入作用下,系统响应由时间常数T唯一唯一确定。确定。系统的动态性能指标主要是调节时间。系统的动态性能指标主要是调节时间。T越小,系统的快速性越好。越小,系统的快速性越好。你现在浏览的是第十五页,共43页闭环传递函数为:二阶系统(重点)二阶系统(重点)典型二阶系统在欠阻尼下的性能指标及其与系统参数的关典型二阶系统在欠阻尼下的性能指标及其与系统参数的关系系你现在浏览的是第十六页,共43页p 控制系统的稳定性控制系统的稳定性 稳定的定义稳定的定义 稳定的充要条件稳定的充要
12、条件 系统的闭环极点均位于系统的闭环极点均位于s平面的左半平面。平面的左半平面。稳定的判据劳斯稳定判据的应用稳定的判据劳斯稳定判据的应用你现在浏览的是第十七页,共43页q稳态误差稳态误差给定稳态误差和扰动稳态误差;给定稳态误差和扰动稳态误差;系统的稳态误差取决于系统自身的结构参数及输入信号;系统的稳态误差取决于系统自身的结构参数及输入信号;控制系统的型和稳态误差的关系。控制系统的型和稳态误差的关系。你现在浏览的是第十八页,共43页第三章第三章 控制系统的时域分析控制系统的时域分析q典型题型与习题典型题型与习题典型题型典型题型1:二阶系统动态性能指标的计算问题:二阶系统动态性能指标的计算问题C(
13、s)R(s)_ 例例1一一位位置置随随动动系系统统,K4。求求该该系系统统的的阻阻尼尼比比、自自然然振振荡荡角角频频率率和和单单位位阶阶跃跃响响应应;系系统统的的峰峰值值时时间间、调调节节时时间间和和超超调调量量;若若要要求求阻阻尼尼比比等等于于0.707,应应怎怎样样改改变变系系统统放放大大系系数数K值。值。你现在浏览的是第十九页,共43页例例2:给出二阶系统的单位阶跃响应图,如何来确定系统的闭:给出二阶系统的单位阶跃响应图,如何来确定系统的闭环传递函数环传递函数0.25,计算得0.4 2,计算得 1.7 你现在浏览的是第二十页,共43页典型题型典型题型2:利用稳定判据,判断闭环系统的稳定性
14、。:利用稳定判据,判断闭环系统的稳定性。例例1:已知系统的特征方程,直接应用劳斯稳定判据来判别。:已知系统的特征方程,直接应用劳斯稳定判据来判别。例例2:已知系统的动态结构图,要求判别系统的稳定性。:已知系统的动态结构图,要求判别系统的稳定性。例例3:利用稳定判据,分析系统参数的稳定域。:利用稳定判据,分析系统参数的稳定域。你现在浏览的是第二十一页,共43页典型题型典型题型3 3:劳斯稳定判据的应用:劳斯稳定判据的应用例:已知系统结构图,判定其稳定性。例:已知系统结构图,判定其稳定性。解法解法 运用运用Routh判据判据解解使系统稳定的参数范围:使系统稳定的参数范围:你现在浏览的是第二十二页,
15、共43页典型题型典型题型4:综合题:综合题你现在浏览的是第二十三页,共43页第四章第四章 根轨迹法根轨迹法q教学内容教学内容根轨迹的基本概念;根轨迹的基本概念;根轨迹的绘制法则;根轨迹的绘制法则;借助计算机工具绘制自动控制系统的根轨迹;借助计算机工具绘制自动控制系统的根轨迹;利用根轨迹来分析系统的性能。利用根轨迹来分析系统的性能。q教学要求教学要求熟练掌握:根轨迹的基本概念与基本绘制法则;熟练掌握:根轨迹的基本概念与基本绘制法则;掌握:掌握:利用根轨迹来分析系统性能;利用根轨迹来分析系统性能;了解:运用计算机工具来绘制系统根轨迹。了解:运用计算机工具来绘制系统根轨迹。你现在浏览的是第二十四页,
16、共43页第四章第四章 根轨迹法根轨迹法q教学重点教学重点根轨迹的基本概念根轨迹的基本概念根轨迹绘制的准则(特别是根轨迹的起点、终点等,结合例子来根轨迹绘制的准则(特别是根轨迹的起点、终点等,结合例子来说明)说明)根轨迹方程根轨迹方程由开环零、极点分布由开环零、极点分布 Kg为可变参数时,闭环极点的变化轨为可变参数时,闭环极点的变化轨迹。迹。你现在浏览的是第二十五页,共43页第四章第四章 根轨迹根轨迹根轨迹是如何反映系统的性能的?(通过实例来说明,强调动根轨迹是如何反映系统的性能的?(通过实例来说明,强调动态性能)态性能)教学方法教学方法课堂讲授中围绕教学重点内容(比如根轨迹概念、绘制法则、课堂
17、讲授中围绕教学重点内容(比如根轨迹概念、绘制法则、和形同性能间的关系等)结合典型例子来说明;和形同性能间的关系等)结合典型例子来说明;布置课后习题和课堂讨论;布置课后习题和课堂讨论;运用运用MATLAB软件来绘制系统根轨迹,分析系统性能。软件来绘制系统根轨迹,分析系统性能。你现在浏览的是第二十六页,共43页p稳定性 当增益K由0,根轨迹不会越过虚轴进入s平面右半边。在0K范围内,系统是稳定的p稳态特性 开环传递函数在坐标原点有一个极点,所以属I型系统由根轨迹图来分析系统的各种性能由根轨迹图来分析系统的各种性能由根轨迹图来分析系统的各种性能由根轨迹图来分析系统的各种性能:p p动态特性动态特性当
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机电 控制工程 基础 优秀 PPT
限制150内