自动机与自动线-第六章
机械设计制造及其自动化专业课程教学大纲.
目录一、学科基础课 (1)1.《高等数学》课程教学大纲 (1)2.《机械制图》课程教学大纲 (17)3.《线性代数》课程教学大纲 (27)4.《概率论与数理统计》课程教学大纲 (34)5.《大学物理》课程教学大纲 (41)6.《理论力学》课程教学大纲 (55)7.《材料力学》课程教学大纲 (64)8.《C语言程序设计》课程教学大纲 (74)二、专业主干课 (82)1.《机械原理》课程教学大纲 (82)2.《机械设计》课程教学大纲 (95)3.《电工与电子技术》课程教学大纲 (108)5.《互换性及技术测量基础》课程教学大纲 (119)6.《工程材料及成形技术基础》课程教学大纲 (129)7.《机械制造技术基础》课程教学大纲 (137)8.《液压与气压传动》课程教学大纲 (146)9.《专业英语》课程教学大纲 (154)三、专业方向选修课 (165)1.《计算机辅助三维设计》课程教学大纲 (165)2.《数控加工工艺与编程》课程教学大纲 (175)3.《控制工程》课程教学大纲 (181)4.《测试技术》课程教学大纲 (192)5.《单片机原理及应用》课程教学大纲 (211)6.《可编程控制器原理与应用》课程教学大纲 (217)7.《机械制造技术装备》课程教学大纲 (224)四、专业任意选修课 (231)模块1 (231)1.《数控技术》课程教学大纲 (231)2.《电机拖动》课程教学大纲 (237)3.《数控机床检测及维修》课程教学大纲 (248)4.《机械制造自动化技术》课程教学大纲 (258)5.《工业机器人》课程教学大纲 (264)6.《机械创新设计》课程教学大纲 (273)模块2 (281)1.《UG计算机辅助设计》课程教学大纲 (281)2.《快速成型技术》课程教学大纲 (287)3.《汽车原理与构造》课程教学大纲 (294)4.《有限元软件应用》课程教学大纲 (306)5.《模具设计与制造》课程教学大纲 (313)6.《自动机与自动线》课程教学大纲 (321)一、学科基础课1.《高等数学》课程教学大纲英文名称：Higher Mathematics授课专业：电子信息工程系、计算机科学系本科各专业；数理系制药工程、林产化工、应用物理专业学时：136学时学分：8学分开课学期：第1、2学期适用对象：电子信息工程系、计算机科学系本科各专业；数理系制药工程、林产化工、应用物理专业的大一学生一、课程性质与任务本课程是理、工类专业的学科基础课，通过本课程的学习，要使学生掌握微积分学的基本概念、基本理论和基本运算技能，为学习后继课程和进一步获得数学知识奠定必要的数学基础。
自动控制原理实验教程
Ui(S )
TS
(3) 阶跃响应： Uo(t) = K + 1 t
T
(t ≥ 0)
(4) 模拟电路图：如图 1.1-6 所示。
其中 K = R1 / R0 ； T = R0C
4
自动控制原理
第 1 章 线性系统的时域分析
比例积分环节
R1
C
Ui
R0
_
10K
信号输入端
反相器
10K _
R0 = R1 = 200K; C = 1uF 或 2uF
Ui(S)
1
Uo(S)
TS
(2) 传递函数： Uo(S) = 1
Ui(S) TS
(3) 阶跃响应： Uo(t) = 1 t (t ≥ 0)
T
(4) 模拟电路图：如图 1.1-4 所示。
图 1.1-3
其中 T = R0C
Ui
R0
信号输入端
积分环节 C
_
反相器
10K
10K
_
Uo
输出测量端
R0 = 200K; C = 1uF 或 2uF
图 1.1-4 3
自动控制原理
(5) 理想与实际阶跃响应曲线对照： ① 取 R0 = 200K；C = 1uF。
理想阶跃响应曲线
Uo 无穷
Uo(t)
1 Ui(t)
0 0.2s
t
② 取 R0 = 200K；C = 2uF。
第 1 章 线性系统的时域分析
实测阶跃响应曲线
Uo
10V
Uo(t)
1 Ui(t)
(5) 理想与实际阶跃响应曲线对照： ① 取 R0 = R1 = 200K；C = 1uF。
图 1.1-6
形式语言与自动机理论--第六章(蒋宗礼)
• 右句型(right sentencial form)
–最右派生得到的句型可叫做右句型。
• 最左归约(leftmost reduction)
–与最左派生对相的归约叫做最右归约。
6.1.1 上下文无关文法的派生树
• 规范派生(normal derivation)
–最右派生。
• 规范句型(normal sentencial form)
• 必要性
–设Anα ，现施归纳于派生步数n，证明存在结果为α 的A-子树。 设n≤k(k≥1)时结论成立，往证当n=k+1时结论也成立：令 Ak+1α，则有： AX1X2…Xm *α1X2…Xm *α1α2…Xm … * α 1 α 2 … α m
6.1.1 上下文无关文法的派生树
6.1.1 上下文无关文法的派生树
• CSL
– CSG、LBA。
教材及主要参考书目
1.蒋宗礼，姜守旭. 形式语言与自动机理论. 北京： 清华大学出版社，2003年 2. John E Hopcroft, Rajeev Motwani, Jeffrey D Ullman. Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation (2nd Edition). Addison-Wesley Publishing Company, 2001 3. John E Hopcroft, Jeffrey D Ullman. Introduction to Automata Theory, Languages, and Computation. Addison-Wesley Publishing Company, 1979
6.1.1 上下文无关文法的派生树
自动机与自动线_第一章
图1-6 糖果包装机的工艺流程与操作原理图
图1-7 装箱自动线的工艺原理图
1.3.2自动机与自动线的生产率分析
❖ 1.自动机的生产率分析 ❖ (1)间歇作用型自动机(第1类自动机)的生产率
QT
1 tp
tk
1 tf
(件 / min)
QP
tk
1 tf
tn
(件 / min)
❖ (2)连续作用型自动机(第Ⅱ类自动机)的生产率
统负担。 ❖ 5)设备的成套性 ❖ 6)设备的灵活性 ❖ 7)劳保、安全性
(2)设备选型应考虑的因素
❖ 8)设备的维修性
❖ 设备的维修性又称适修性、可维修性、易维修性。
❖
选择生产机时，对设备的维修性可从以下几方面衡量：
❖ ①结构合理。②结构简单。③结构先进④标准性⑤组合性⑥ 状态监测与故障诊断能力⑦从设计上考虑无维修或减少维修 度的可能性
结束放映
❖ 从产品的质量、生产率、成本、劳动条件和环境保 护等方面考虑确定先进、可靠、结构简单、原理先 进、成本低廉的工艺方案。
❖ 通过对自动机、自动线生产率的分析，找到提高自 动机与自动线生产率的途径，尽可能提高自动机与 自动线的生产率。
THANK YOU VERY MUCH ！
❖本章到此结束， ❖谢谢您的光临！
广泛的应用，PLC有多种模块可根据自动机的不同需要而加 以选配，大大减化了自动机的机械结构，通过修改PLC程序 来改变自动机的动作，大大增加了自动机的柔性及提高了自 动机的可靠性。
1.2.3自动线的组成方式
❖ 自动生产线是在流水生产线的基础上发展起来 的，它能进一步提高生产率和改善劳动条件，因此 在轻工业生产中发展很快。
自动控制原理(孟华)第6章习题答案(含过程)
第六章习题6-1．已知单位反馈控制系统的开环传递函数为)11.0(200)(+=s s s G试设计一个串联校正网络，使系统的相角裕量︒≥45γ，剪切频率s rad c /50≥ω。
解：方法一：原系统的截止频率为44.16rad/s ，相稳定裕度为180°-90°-arctan4.416=12.76°截止频率和相角裕度均不满足要求，需加入串联超前校正，选择校正网络的传递函数为TsaTsKs G c ++=11)(取校正后系统的截止频率s rad c /52=ω，相角裕度︒=50γ。
则Ta c 1=ω，6.2lg 10lg 20=+a K ，︒=+-+︒5011arctan11a a 由上述3式的64.0,01.0,4.4===K T a)101.0)(11.0()104.0(128)()(+++=s s s s s G s G c校正后系统的截止频率为s rad c /53=ω，相角裕度︒=5.49γ，满足要求。
方法二：按二阶系统最佳模型设计，设校正后系统的开环传递函数为)1()(+=Ts s Ks G则闭环系统的传递函数为222222//1/)(nn n s s T K Ts s TK K s Ts K s ωζωωφ++=++=++= 令50=K ，707.0=ζ由T n /12=ζω，T K n /2=ω，得01.0=T 。
即)101.0(50)()(+=s s s G s G c ，101.011.041)(++=s s s G c 。
易验证该校正环节满足要求。
6-2.已知单位反馈控制系统的开环传递函数为)104.0()(+=s s s G要求系统对单位斜坡输入信号的稳态误差%1≤ss e ，相角裕量为︒≥45γ，试确定系统串联校正网络。
解：本题可首先检验系统得性能指标，针对系统在性能上的缺陷并结合校正网络的作用，选用合适的校正网络，再按相应的步骤确定校正网络的参数。
形式语言与自动机Chapter6练习参考解答
Chapter 6 练习参考解答Exercise 6.2.1 设计PDA 使它接受下列语言，你可以使用以终结状态方式接受或者以空栈方式接受中方便的一个。
b) 所有由0,1 构成的，并且任何前缀中 1 的个数都不比0 的个数多的串的集合。
c) 所有0,1 个数相同的0,1 串的集合。
参考解答：b)构造以终态方式接受的PDA P = (Q,艺,r , S , q o, Z o, F)，其中Q={q o};状态q o表示当前扫描过的输入串的任何前缀中1的个数不比0的个数多；工={0 , 1}；r ={ Z o, X}；下推栈中，X的个数表示当前扫描过的输入串中o的个数比1 的个数多多少；F={q o}；S (q o,o, Z o)={( q o,X Z o)}, S (q o,o, X)={( q o,X X)}, S (q o,1, X)={( qo, )}.c)构造以空栈方式接受的PDA P = (Q, 2 , r , S , q o, Z o),其中Q={q o, q i }；状态q o表示当前扫描过的输入串的任何前缀中o的个数不少于1 的个数，状态q1 表示当前扫描过的输入串的任何前缀中 1 的个数不少于o 的个数；2 ={o, 1}；r ={ Z o, X }；下推栈中，X的个数表示当前扫描过的输入串中o的个数比i 的个数或 1 的个数比o 的个数多多少；S(q o,o, Z o)={( q o,X Z o)}, S(q o,1, Z o)={( q1,X Z o)}；S (q i,O, Z o)={( q o,X Z o)}, S (q i,1, Z o)={( q i,X Z o)};S (q o,O, X)={( q o,X X)}, S (q o,1, X)={( q o, )};S(q1,o, X)={( q 1, )},S(q1,1, X)={( q 1, X X)} ；S(q o, , Z o)={( q o, )},S(q1, , Z o)={( q1, )}.Exercise 6.3.2 把下面的文法S aAAA aS | bS | a转换成以空栈方式接受同样语言的PDA 。
胡寿松《自动控制原理》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解2
6-2 设单位反馈 统 开环 函 为
试设计 联 前校正装置， 统满
（1） 角裕度r≥45°；
（2） 单位
入下 态 差
下 标：
（3）截止频率ωc≥7.5rad／s。
解： 开环
取
则开环 函 为：
令
，解得校正前
rad/s
则校正前 角裕度为：
不 合题 要求，
前校正。
取
rad/s，可得：
，可得：
则 前校正环节 校正后 统开环 其 角裕度为
统性能得：
3．某 反馈 统开环 函
合要求。
（1）求 统 角裕度 幅 裕度。
（2） 角裕度
联 前校正 联滞后校正 主要特点。为 统
，试分 统应
联 前校正还 联滞后校正?
[
技 2009 ]
解：（1）求截止频率与
裕度：
求幅 裕度：
（2）要 节 校正。
统 角裕度
，
前校正，则需要校正环
不合
前校正，可以
联滞后
为 习重点， 此，本 分也就没
考 题。
第二部分 课后习题
第6章 线性系统的校正方法
6-1 设 单位反馈 火炮
统，其开环 函 为
若要求 统最 2°，试求：
出速度为12°/s， 出位置
许 差小
（1） 满 上 幅 裕度；
标 最小K ，计 该K 下 统
角裕度
（2） 前
前校正网络
计 校正后 统 能影。
角裕度 幅 裕度，
解：（1） 题可
则 统 特征表 式为
统特征 为：
令
，则
则
可得：
所以 统 状态 应为
（2）求 统 出范 最小 刻t
(完整版)自动控制原理课后习题及答案
第一章绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优弊端.解答： 1 开环系统(1)长处 :构造简单，成本低，工作稳固。
用于系统输入信号及扰动作用能早先知道时，可获得满意的成效。
(2)弊端：不可以自动调理被控量的偏差。
所以系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。
2闭环系统⑴长处：不论因为扰乱或因为系统自己构造参数变化所惹起的被控量偏离给定值，都会产生控制作用去消除此偏差，所以控制精度较高。
它是一种按偏差调理的控制系统。
在实质中应用宽泛。
⑵弊端：主要弊端是被控量可能出现颠簸，严重时系统没法工作。
1-2什么叫反应？为何闭环控制系统常采纳负反应？试举例说明之。
解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反应。
闭环控制系统常采纳负反应。
由1-1 中的描绘的闭环系统的长处所证明。
比如，一个温度控制系统经过热电阻（或热电偶）检测出目前炉子的温度，再与温度值对比较，去控制加热系统，以达到设定值。
1-3试判断以下微分方程所描绘的系统属于何种种类（线性，非线性，定常，时变）？2 d 2 y(t)3 dy(t ) 4y(t ) 5 du (t ) 6u(t )（1）dt 2 dt dt（2） y(t ) 2 u(t)（3）t dy(t) 2 y(t) 4 du(t) u(t ) dt dtdy (t )u(t )sin t2 y(t )（4）dtd 2 y(t)y(t )dy (t ) （5）dt 2 2 y(t ) 3u(t )dt（6）dy (t ) y 2 (t) 2u(t ) dty(t ) 2u(t ) 3du (t )5 u(t) dt（7）dt解答： （1）线性定常（2）非线性定常 （3）线性时变（4）线性时变（5）非线性定常（6）非线性定常（7）线性定常1-4 如图 1-4 是水位自动控制系统的表示图， 图中 Q1，Q2 分别为进水流量和出水流量。
控制的目的是保持水位为必定的高度。
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6.4.2物料检测
❖ 1.动态测量 ❖ (1)电子皮带秤 ❖ 图6-17 皮带秤结构图
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(2)核子秤
❖ 图6-19 核子皮带秤的构造 和原理
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(3)冲量秤
❖ 图6-24 冲量流量计检测部 分结构图
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本章小结
❖ 检测系统的组成及其作用。 ❖ 传感器的结构、功能及选用。 ❖ 常用位置检测、速度检测传感器的原理、精度、动
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6.1.2检测系统组成部分连接方式
❖ 1.模拟式传感器检测系统 ❖ 图6-3 典型模拟式传感器检
测系统
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2.增量码数字式传感器检测系统
❖ 图6-4 增量码数字式传感器 检测系统
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6.2 传感器
❖ 6.2.1传感器 ❖ 传感器是将机电一体化设备(或系统)中被检测对象
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6.3 传感器的应用
❖ 6.3.1位置检测 ❖ 1.线性位移传感器及其应用 ❖ 2.角位移传感器及其应用 ❖ 6.3.2速度检测 ❖ 1.测速发电机 ❖ 2.电容式转速传感器 ❖ 3.光电式转速传感器 ❖ 4.磁电式转速传感器 ❖ 5.电涡流式转速传感器 ❖ 6.霍尔转速传感器
态范围、线性度、分辨率及应用范围。 ❖ 物料检测示例。
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THANK YOU VERY MUCH ！
❖本章到此结束， ❖谢谢您的光临！
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第6章 检测装置
6.1概述 6.2 传感器 6.3 传感器的应用 6.4 检测系统的实例
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学习目的
❖ 检测装置是自动机与自动线的重要组成部分，它是 获取信息和处理信息的手段，机电一体化系统中的 检测系统实质上是一个非电量检测系统，首先将各 种非电量转化为电量，然后经过系统处理，将非电 量参数显示出来。检测系统由传感器、信号处理电 路、数据处理装置、执行机构和显示器等组成。
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6.4 检测系统的实例
❖ 6.4.1检测方法和仪表的选型设计与应用思路 ❖ 1.选型设计基本程序 ❖ (1)了解测量要求 ❖ (2)落实测量现场 ❖ (3)初选测量方法 ❖ (4)分析比较不同方案的适应性 ❖ (5)比较不同测量方案的技术性能指标 ❖ 6)经济性评价 ❖ 2.安装与应用
❖ 为便于学生分析与维护检测系统，本章主要介绍位 置检测、速度检测传感器，以物料检测为例，介绍 了检测系统的搭建及仪表的选型设计及应用。
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6.1概述
❖ 6.1.1检测系统组成及其作用 ❖ 图6-1 检测系统构成原理
框图
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图6-2 由计算机控制的检测系统
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的各种变化量(包括物理量、几何量、化学量、生物 量等)转换为有用的电信号的一种装置。 ❖ 6.2.2传感器的选用 ❖ 1.测量条件 ❖ 2.传感器的性能 ❖ 3.传感器的使用条件
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6.2.3新型传感器
❖ 1.智能传感器 ❖ 2.多功能传感器 ❖ 3.集成传感器 ❖ 4.应用新材料的新型传感器