機械工程控制基礎(chǔ)課件

1、1機械工程控制基礎(chǔ)2機械工程控制基礎(chǔ)3機械工程控制基礎(chǔ)4機械工程控制基礎(chǔ)5機械工程控制基礎(chǔ)6機械工程控制基礎(chǔ)7機械工程控制基礎(chǔ)小球的穩(wěn)定性小球的穩(wěn)定性8機械工程控制基礎(chǔ)01110111212)()()(1)()()(asasasabsbsbsbsHsGsGsGsNsYnnnnmmmm )()()()(01110111sNbsbsbsbsYasasasammmmnnnn 9機械工程控制基礎(chǔ)0 yadtdyadtydadtydadtyda012n2n2n1n1n1nnnn0)()(0111 sYasasasannnn)1(00111 asasasannnn)2()(2121tsntstsnecec

2、ecty 10機械工程控制基礎(chǔ))4()sincos()(11 riiiiitkitsitFtEeeDtyji )3(011 kiriiiiiinjsjsssa 11機械工程控制基礎(chǔ)12機械工程控制基礎(chǔ))1()( TssksGKksTsksGsGsKK 2)(1)()(02 ksTsTTks24112, 1 041 Tk13機械工程控制基礎(chǔ)14機械工程控制基礎(chǔ) 0 01-1-1 asasasannnn , ,01-1aaaann15機械工程控制基礎(chǔ) 0 013-3-2-2-1-1 asasasasasannnnnnnn10113213-3212-7-5-3-1-1 6- 4-2-esdscccs

3、bbbsaaaasaaaasnnnnnnnnnnnn16機械工程控制基礎(chǔ)13211 nnnnnaaaaab15412 nnnnnaaaaab17613 nnnnnaaaaab121311bbaabcnn 131512bbaabcnn 141713bbaabcnn 10113213-43212-7-5-3-1-1 6- 4-2-esdscccsbbbbsaaaasaaaasnnnnnnnnnnnn17機械工程控制基礎(chǔ)10113213-3212-7-5-3-1-1 6- 4-2-esdscccsbbbsaaaasaaaasnnnnnnnnnnnn18機械工程控制基礎(chǔ)61717746)(234 ss

4、ssssGB0617177234 ssss 00612.14057.14614.120014.1257.1467175757717117701776171 01234 sssss19機械工程控制基礎(chǔ))2)(1()( sssKsGKKsssKsGsGsXsYsKK 23)(1)()()()(2302323 Ksss20機械工程控制基礎(chǔ) 0360KK60 K即即： 363210123KsKsKss 21機械工程控制基礎(chǔ) 1613)(sssKsGK22機械工程控制基礎(chǔ)0)1018(3623 KuuuKsssKsGB1818918)(23 23機械工程控制基礎(chǔ)0)818(63

5、23 Kuuu91495KKK解解得得：且且即即： 10-18391410-186310123KuKuKuu 24機械工程控制基礎(chǔ))105. 0)(105. 0()()()2()15 . 0()()()1(23 ssksHsGsksHsG25機械工程控制基礎(chǔ))1(81268)(23ksssksGB 閉閉環(huán)環(huán)傳傳遞遞函函數(shù)數(shù)為為：0)1(812623 ksss特特征征方方程程為為：)1(803432)1(861210123kskskss 勞斯陣列為：勞斯陣列為：010432 kk且且即即：81 k解解得得：時時系系統(tǒng)統(tǒng)不不穩(wěn)穩(wěn)定定。時時系系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)定定，所所以以156

6、kk26機械工程控制基礎(chǔ)0432 k)1(05. 005. 0)05. 0()(232ksssksGB 閉閉環(huán)環(huán)傳傳遞遞函函數(shù)數(shù)為為：0)1(05. 005. 0)05. 0(232 ksss特特征征方方程程為為：kskskss 1005. 0105. 005. 005. 001223勞勞斯斯陣陣列列為為：0101005. 0 kkk解解得得：且且即即：156 kk和和27機械工程控制基礎(chǔ)0122234 ssss28機械工程控制基礎(chǔ) 1s22s10s022s111s01234 0122234 ssss01234ss0s022s111s 2229機械工程控制基礎(chǔ) 1s022s10s022s111

7、s01234 30機械工程控制基礎(chǔ) 大小相等符號相反的實根大小相等符號相反的實根 -a a j 0 31機械工程控制基礎(chǔ) 對對稱稱于于實實軸軸的的兩兩對對共共軛軛復復根根 -a a j 0 -jb jb 共軛共軛虛虛根根 j 0 -ja ja 32機械工程控制基礎(chǔ)33機械工程控制基礎(chǔ)0161620128223456 ssssss123456 0 0 16 12 2 16 12 2 16 20 8 1 ssssss34機械工程控制基礎(chǔ)16 122)(24 sssA取出全部為零元素前一行的元素，得到輔助方取出全部為零元素前一行的元素，得到輔助方程為：程為：ssdssdA248)(3 16s38s1

8、66s248s16122s16122s162081s012345635機械工程控制基礎(chǔ)016 12224 ssjsjs2;24,32, 1 36機械工程控制基礎(chǔ)37機械工程控制基礎(chǔ)38機械工程控制基礎(chǔ)0 1 0 1)(2 1 2 1 0123KsKKsKsKs 0 1)(2 KK0 )1(2 Ks 輔輔助助特特征征方方程程為為：39機械工程控制基礎(chǔ)jjKs212, 1 ：解解得得一一對對共共扼扼純純虛虛根根為為21 K0 1)(2 KK75.02 K解解得得：40機械工程控制基礎(chǔ)0124933)2(012615)1(23453 sssssss12601261512601510123ssss 勞

9、斯陣列為：勞斯陣列為： 126150時時，當當41機械工程控制基礎(chǔ)012345001293431ssssss 勞斯陣列為：勞斯陣列為：01293)(24 sssAssdssdA1812)(3 42機械工程控制基礎(chǔ)1250125 . 418121293431012345 ssssss新的勞斯陣列為：新的勞斯陣列為：43機械工程控制基礎(chǔ)44機械工程控制基礎(chǔ))()(1)()()(sHsGsGsXsY 45機械工程控制基礎(chǔ)21591( )( )(1)(21)(31)ssG s H ssss 46機械工程控制基礎(chǔ)21591( )( )(1)(21)(13 )ssG s H ssss 47機械工程控制基礎(chǔ)

10、 0 0000 0000 000 48機械工程控制基礎(chǔ)49機械工程控制基礎(chǔ)221PN 221PN 50機械工程控制基礎(chǔ) -351機械工程控制基礎(chǔ)4.5( )( )(21)(1)G s H ssss 綜上，閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)綜上，閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。定。 -352機械工程控制基礎(chǔ)53機械工程控制基礎(chǔ)54機械工程控制基礎(chǔ)(a)(b)(c)(d)P=0P=0P=0P=055機械工程控制基礎(chǔ)(c)(d)P=0P=056機械工程控制基礎(chǔ)57機械工程控制基礎(chǔ)()( 180 )()180cc 58機械工程控制基礎(chǔ)1()()gggKG jH j 59機械工程控制基礎(chǔ)1(dB)20lg20lg()()20lg()()gg

11、ggggKKG jH jG jH j 60機械工程控制基礎(chǔ)61機械工程控制基礎(chǔ)62機械工程控制基礎(chǔ)根據(jù)奈奎斯特判據(jù)和此種對應關(guān)系，波根據(jù)奈奎斯特判據(jù)和此種對應關(guān)系，波德圖數(shù)判據(jù)可表述如下：德圖數(shù)判據(jù)可表述如下：63機械工程控制基礎(chǔ)例例6-12 用波德圖的穩(wěn)定判據(jù)判斷如圖所示系統(tǒng)的穩(wěn)用波德圖的穩(wěn)定判據(jù)判斷如圖所示系統(tǒng)的穩(wěn)定性。定性。2p2p64機械工程控制基礎(chǔ)2p2p65機械工程控制基礎(chǔ)( )( )(1)(0.21)KG s H ss ss 66機械工程控制基礎(chǔ)67機械工程控制基礎(chǔ)22222(j)(j)j (1j)(10.2j)1.2(0.21)j(1)(10.04)(1)(10.04)KGHK

12、K 22(j)(j)110.04KGH (j)(j)90arctanarctan0.2GH 22(j )(j )1110.04ccccKGH 64220.041.040cccK (j)(j)90arctanarctan0.2180gggGH 68機械工程控制基礎(chǔ)2(0.21)0g 2.236g 2220lg110.04ggggKK 18090arctanarctan0.2cc 69機械工程控制基礎(chǔ)圖圖(a)可知：可知：60401.41lg1lgcc (j)(j)90arctanarctan0.2180gggGH 2.236g 2220lg110.04ggggKK 圖圖(b)可知可知:26040

13、4.47lg1lgcc 18090arctanarctan0.2cc 70機械工程控制基礎(chǔ)20( )( )(0.51)G s H sss 22201020(j)(j)jj (10.5j)10.25(10.25)GH 220(j )(j )10.25GH ( )(j )(j )90arctan0.5GH 71機械工程控制基礎(chǔ)220(j )(j )110.25cccGH 42416000cc ()(j)(j)90arctan0.590arctan(0.5 6.2)162ccccGH 120lg20lg(j)(j)gggKGH 6.1686.2(rad/s)c ( ()(j)(j)90arctan0.5180ggggGH g 72機械工程控制基礎(chǔ)73機械工程控制基礎(chǔ)基本要求基本要求了解系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義；了解系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義；了解系統(tǒng)穩(wěn)定的條件；