机械系统的基本特征
02240机械工程控制基础
02240机械工程控制基础第一章绪论1.1控制理论的发展简史（了解）1.2机械工程控制论的研究对象1）机械工程控制理论主要是研究机械工程技术为对象的控制论问题。
2）当系统已经确定，且输出已知而输入未知时，要求确定系统的输入以使输出并根据输出来分析和研究该控制系统的性能，此类问题称为系统分析°3）最优控制制：当系统已经确定，且输出已知而输入已施加但未知时，要求识别系统的输入以使输出尽可能满足给定的最佳要求。
4）滤波与预测问题当系统已经确定，且输出已知，输入已施加当未知时，要求识别系统的输入（控制）或输入中的有关信5）当输入与输出已知而系统结构参数未知时，要求确定系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此类问题及系统辨识。
6）当输入与输出已知而系统尚未构建时，要求设计系统使系统在该输入条件下尽可能符合给定的最佳要求，此类问题即最优设计。
1.3控制系统的系统的基本概念1）信息传递是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递的过程。
2）系统是指完成一定任务的一些部件的组合。
3）制制系统是指系统的可变输出能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的系统。
4）系统分类：按照控制系统的微分方程进行分类分为线性系统、非线性系统。
按照微分方程系数是否随时间变化分为定常系统和时变系统。
按照控制系统传递信号的性质分类分为连续、离散系统。
按照系统中是否存在反馈将系统分为开环控制、闭环控制系统。
5）对控制系统的基本要求有稳定性、快速性、准确性第二章拉普拉斯变换的数学方法2.3典型时间函数的拉式变换（必须牢记）1）单位阶跃函数为，2）单位脉冲函数为，单位脉冲函数具有以下性质3）单位斜坡函数为，L（t）?第三章系统的数学模型....3.1概述1）数学模型概念在控制系统中为研究系统的动态特性而建立的一种模型。
2）建立数学模型的方法有分析法和实验法。
3）线性系统最重要的特性是叠加原理,具体内容是系统在几个外加作用下所产生的响应等于各个外加作用单独作用下的响应之和。
机电一体化及其机械系统的设计特点
机电一体化及其机械系统的设计特点摘要：近年来，机电一体化与机械系统的设计受到业界的广泛关注，因此对其相关课题的研究具有重要的意义。
介绍了机电一体化及其机械系统的设计特点，分析了机电一体化的设计原则和设计步骤，并结合相关的实践经验，从多个角度研究了机电一体化的发展趋势，阐述了一些个人的看法和体会，希望对相关的实际工作有所帮助。
关键词：机电一体化；机械系统；设计特点引言科学技术的不断发展和创新是当前和未来的趋势。
在电子技术和信息技术的推动下，传统的机械系统设计正面临着危机和挑战，主要表现在人工成本高、生产效率低、产品优势不明显等方面。
目前，机电一体化机械系统在许多产品中的优势越来越明显，并逐步取代传统的机械产品，不仅可以节省人力资源成本，提高工作效率，而且可以实现经济效益的最大化。
这就要求技术人员在传统机械系统设计的基础上提出新的设计思想，利用电子技术和信息技术设计新的机电一体化产品，以适应现代工业的需要。
1机电系统的概念从机电系统的结构来看，机电系统主要由多个信息处理系统组成。
由于信息处理系统的分支结构，机电一体化系统具有较强的信息处理能力。
从机电系统技术层面来看，其核心技术主要体现在机械技术、机械与信息技术、系统技术、自动控制技术和传动技术五个方面。
机械技术是机电一体化系统的基础。
其关键在于扭转高科技的使用理念，实现结构，并与机电一体化技术相结合，从而提高材料的精度、刚度和性能。
机械与信息技术主要是指实现信息交换、获取、操作等功能的技术，包括人工智能等信息技术。
系统技术是一个整体概念，是为相关技术应用而组织起来的。
从系统的总体目标来看，系统技术可分为多个功能单元的连接，其主要内容包括接口技术。
自动控制技术的范围非常广泛，涉及控制理论、指导系统设计、系统仿真、系统调试等。
该驱动技术主要应用于电动、气动和液压伺服系统的传动过程中。
驱动技术水平的高低对机电一体化系统的动态性能、控制质量和功能有着深远的影响。
机电一体化简介
机电一体化简介工程学院机械设计摘要：本文主要阐述的是关于机电一体化的基本内容。
机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。
机电一体化系统由机械系统（机构）、信息处理系统（计算机）、动力系统（动力源）、传感检测系统（传感器）、执行元件系统（如电动机）五个子系统组成，具有以下三大“目的功能”，其系统内部必须具备五种内部功能。
机电一体化的发展经历了三个阶段，我国起步较晚，与先进国家相比仍有相当差距。
未来机电一体化将更智能化、模块化、绿色化、网络化、微型化、系统化方向发展。
关键词：机电一体化机械电子模块系统智能一、机电一体化的定义机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息、技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。
是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。
中国机电设计迈入PLM全新阶段，正挑战着了前所未有的，不可预测的难题，一个个久战沙场经久不衰精兵良将正褪去了昨日英雄的光环，唯有CAMEL VIEW 能够胜任军统三国，光复旧业的重任，此时数系科技与德国iXtronics GmbH公司携手共同开拓机电设计领域的新篇章，CAMEL VIEW 作为机电一体化设计系统，从产品的概念设计到产品性能的测试、验证、通过都是一体化的，流程化的、规范化的，在满足用户设计的前提下，数值实验的仿真与结果的验证无不精确化，支持复杂环境下，多工况，多耦合场设计。
研究将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。
俗称机电一体化。
机械电子学 (mechatronics)是由机械学(mechanics)和电子学(electronics)两个词结合而成的新词。
其全称为机械电子工程学，英语为mechanical and electronical engineering。
机械制造工艺学 第一章 基本概念
➢机器装配工艺过程
将合格的机器零件和外购 件、标准件装配成组件、 部件和机器的过程。
1-1 机械加工工艺过程的组成
1、工序：
一个或一组工人，在一台机床或一个工作地点对一个 或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。
划分工序的要点是工人、工作地点及工件三不变并加 上连续作业。只要工人、工作地点及工件这三者中改 变了一个或不是连续完成的，则构成下一个工序。
① 集合性 ② 关联性 ③ 目的性 ④ 环境适应性 ① 集合性：系统是由若干个要素组成，单元既可以是实体， 也可以是概念（信息）；可以是天然的，也可以是人工的（机床、 夹具等）。 系统中各要素不是简单地相加，只有各要素构成有机 整体时系统才具备其功能。 一个系统，即使各要素都很优良，如 果整体性能差，不能成为一个好系统。 反之，一些不算很理想的 要素，如果综合得好，可成为具有优良性能的系统。
本课程的特点
1、实践性强； 要理论联系实际。
2、内容广泛； 各课程、各学科间相互渗透。
3、灵活多变； 根据具体条件和情况实事就是地进行辩证
的分析。
考核方式
期末统一考试
第一章 基本概念
一． 什么叫“生产过程”？ 将原材料转变成机械产品的全部劳动过程 直接生产过程：被加工对象的尺寸、形状或性能 产生一定的变化。如：零件的机械加工、热处理、 装配等。
的生产类型。
产品品种多，每一品种的产
1. 单 件 生 产
品数量很少，大多数工作地 点的加工对象经常改变。例
如，重型机械、专用设备或
新产品试制都属于单件生产
2. 大 量 生 产
产品品种固定，每种产品数量 很大，大多数工作地点长期进 行某一零件的某一道工序的加 工。如汽车、轴承、自行车等 的制造多属此种生产类型。
机械工程基础
• 装配图以表达工作原理，装配关系为主， 力求做到表达正确、完整、清晰和简练。
• 需很好地掌握国家标准所规定的各种表 达方法和视图方案的选择问题。
• 画图时先选主视图，再考虑其它视图， 然后再综合分析确定一组图形。
机械工程基础
2. 工程中常用机构的基本类型
1）全转动副四杆机构的基本型 2）含有一个移动副四杆机构的基本型 3）含有两个移动副四杆机构的基本型 4）圆柱齿轮传动机构的基本型 5）锥齿轮传动机构的基本型 6）蜗杆传动机构的基本型 7）内啮合行星齿轮传动机构的基本型 8）直动从动件平面凸轮机构的基本型
机械工程基础
二、传动系统
传动系统－ 将原动机输出的动力和运动传递给执行系统的中间装置。
分 类（按工作原理）： 机械传动、液压传动、气压传动和电－磁传动四类。
主要功能： 1.传递运动 2.变速 3.按工作要求改变运动规律 4.传递动力 5.实现由一个或多个原动机驱动若干个相同或不相同速度的驱动装置等
机械工程基础
三、执行系统
执行系统－直接用来完成各种工艺动作或生产过程的装置，也称 为工作机。
执行系统一般置于机械系统末端，直接与作业对象接触，是整 个机械系统的输出部分。
机械执行系统根据加工工艺要求进行设计，直接体现机械系统的功 能要求。执行系统的运动设计是机械系统设计的关键之一。
机械工程基础
四、辅助－控制系统
定轴转动
摆臂移动 凸轮
直动螺旋 到摆动的 转换
2.2.3 机、电、液机构组合的运动及控制
一、机、液机构组合的运动形态 1．机、液机构组合的基本型
机械工程基础
2．机、液机构组合的常见运动形式
固定液压缸式机构
机械工程基础
第三章机械系统的载荷特性和动力机选择
4.载荷按是否随时间变化，可分为静载荷与动载荷
两大类。
静载荷是指大小、方向和位置都不变的载荷 （如自重），反之则为动载荷。 工程上静载荷的情况极少，但由于其形式简单，故 工程实际中有时也将一些动载荷简化处理成静载荷， 以简化设计计算。
工程上常把载荷随时间的变化称为载荷——时间历程，
特性相适应。
三、液压马达的种类、机械特性及其选择
1.液压马达是液压能转化为机械能的பைடு நூலகம் 量转化装置。在液压系统中液压马达是 当做执行原件来使用的。
2.目前低速大转矩液压马达应用较普遍。
四、气压马达的种类、机械特性及其选择
1.气压马达是以压缩空气为动力输出转矩， 驱动执行机构作旋转运动的动力装置。 2.气动马达的选用主要从负载特性考虑。 如变负载，稳定负载等等方面。
平稳随机过程，简称平稳过程或稳态过程。反之， 称为非平稳随机过程。 若平稳随机过程整个母体的概率分布与任何一个 样本的概率分布相同，即一个平稳随机过程在任 何时刻得到的样本都与在另一时刻得到的另一样 本相同，则这种平稳随机过程称为各态历经的随 机过程。
各态历经的随机过程必然是平稳随机过程，但不是所 有的平稳随机过程都是各态历经的。
还是固定不动等。
一、电动机的种类、机械特性及其选择
电动机是机械系统中最常用的动力机，与其他动力机
相比，它具有较高的驱动效率，且其种类和型号较多，
与工作机械连接方便，具有良好的调速、起动、制动
和反向控制性能，易于实现远距离、自动化控制，工
作时无环境污染，可满足大多数机械的工作要求。
但是选择电动机必须具备相应的电源，对野外工作机
二、载荷的处理方法
1.随机载荷的处理
1）.载荷谱进行机械设计时，直接利用随机载荷比较困难， 因其具有不可重复性和不可预测性.但在正常的使用条件下， 对某一具体机械，它又有统计规律，因此需将原始记录的 载荷——时间历程（称为机械的工作谱或使用谱），用概率
机械系统设计段铁群主编版复习资料
机械系统设计系统是指具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素的所构成的一个整体，即由两个或两个以上要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都称为系统。
机械系统的概念：若干机械要素组成，彼此间有机联系，并能完成特定功能的系统，称为机械系统。
机械系统的特征一、目的性。
完成特定的功能是机械系统存在的目的，是系统价值的体现二、整体性。
整体性是机械系统的基本特征，机械系统是由若干机械要素构成的，整体虽然各机械要素具有不同的性能，但他们结合后必须服从整体功能的要求，相互间需要协调和适应。
三、相关性。
相关性是指机械系统内部各机械要素之间的有机联系和相互作用。
四、环境适应性任何一个机械系统都是在一定的物质环境中工作,即系统在工作环境中完成自身的特定功能。
系统对环境会产生一定的作用,同样,环境也会对系统产生一定的影响。
当系统外部环境变化时,会对系统的工作产生影响和干扰,甚至影响系统的功能。
例如,当机器工作的环境温度变化时,机器内部润滑油的黏度也将发生变化,甚至影响机器的正常工作。
通常，外部环境总是在不断地变化,系统也经常处于环境动态变化过程中,稳态过程只是相对而短暂的。
为了使系统运行良好,保证特定功能的实现,必须使系统对于外部环境具有良好的动态适应性。
了解系统所处的环境,分析环境对系统有何影响,如何使系统适应外部环境是设计者应该重点考虑的问题。
机械系统的组成1、动力系统2、执行系统3、传动系统4、支撑系统5、控制系统机械系统的基本要求1、功能要求2、性能要求3、可靠性要求4、工作效率要求5、适应性要求6、经济性要求7、寿命要求设计类型1、开发性设计2、适应性设计3、变异设计产品的产生和生命周期流程市场需求、产品策划、产品设计、产业制造、产品销售、产品运行和产品报废与回收机械系统的一般设计过程1、总体设计2、技术设计3、工作设计4、文档设计总体设计的原则1、需求原则2、信息原则3、系统原则4、简单原则总体设计的内容1、原理方案设计2、确定主要技术参数3、结构总体设计4、分析与评价总体设计的步骤1、拟定设计要求2、初步设计3、详细设计4、修改和完善总体布置的基本类型机械系统的总体布置有多种分类方法，常用的分类方法有以下几种:(1)按执行件的布置方向,可分为水平式(卧式)、直立式、倾斜式和复合式等(2)按执行件的运动轨迹,可分为回转式、直线式、振摆式、振动式等。
机械工程控制基础简答题答案（1）[1]
![机械工程控制基础简答题答案（1）[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/919e49b00129bd64783e0912a216147917117e0f.png)
机械⼯程控制基础简答题答案（1）[1]1.何谓控制系统，开环系统与闭环系统有哪些区别？答：控制系统是指系统的输出，能按照要求的参考输⼊或控制输⼊进⾏调节的。
开环系统构造简单，不存在不稳定问题、输出量不⽤测量；闭环系统有反馈、控制精度⾼、结构复杂、设计时需要校核稳定性。
2.什么叫相位裕量？什么叫幅值裕量？答：相位裕量是指在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连⼀直线，该直线与负实轴的夹⾓。
幅值裕量是指在乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。
3.试写出PID控制器的传递函数？答：G C(s)=K P+K Ds+K I/s4,什么叫校正（或补偿）？答：所谓校正（或称补偿），就是指在系统中增加新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的⽅法。
5.请简述顺馈校正的特点答：顺馈校正的特点是在⼲扰引起误差之前就对它进⾏近似补偿，以便及时消除⼲扰的影响。
6.传函的主要特点有哪些？答：（1）传递函数反映系统本⾝的动态特性，只与本⾝参数和结构有关，与外界输⼊⽆关；（2）对于物理可实现系统，传递函数分母中s的阶数必不少于分⼦中s的阶数；（3）传递函数不说明系统的物理结构，不同的物理结构系统，只要他们的动态特性相同，其传递函数相同。
7.设系统的特征⽅程式为4s4+6s3+5s2+3s+6=0，试判断系统系统的稳定性。
答：各项系数为正，且不为零，满⾜稳定的必要条件。
列出劳斯数列：s4 4s3 6 3s2 3 6s1 -25/3s0 6所以第⼀列有符号变化，该系统不稳定。
8.机械控制⼯程主要研究并解决的问题是什么？答：（1）当系统已定，并且输⼊知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本⾝的有关问题，即系统分析。
（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输⼊应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。
（3）当输⼊已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出⾦肯符合给定的最佳要求，此即最优设计。
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机械系统的基本特征
机械系统是指由各种机械元件组成的一种工程系统，用于完成特定任务或实现特定功能。
机械系统的基本特征是其内部元素的结构、功能和相互作用方式。
1. 结构
机械系统的结构是指由各种机械元件通过一定的连接方式组成的整体形态。
机械元件包括齿轮、轴、轴承、链条等。
机械系统的结构是根据其所需完成的任务和功能来设计的，不同的结构形式会导致机械系统的性能和特性有所不同。
机械系统的结构通常包括以下几个方面：
•机械元件的排列方式：机械元件可以按照线性排列、辐射排列、平行排列等方式进行排布。
•机械系统的层次结构：机械系统可以包括多个层次，每个层次都有特定的功能和任务。
•运动轨迹和路径：机械系统中的各个机械元件在运动时所经过的轨迹和路径。
2. 功能
机械系统的功能是指其所能完成的任务或实现的特定功能。
不同的机械系统有不同的功能需求，因此机械系统的功能多种多样。
机械系统的功能可以包括以下几个方面：
•转换能量：机械系统可以将一种形式的能量转换为另一种形式的能量。
例如，汽车发动机将燃料的化学能转化为机械能。
•传递运动：机械系统可以通过传递运动来实现物体的移动或工作。
例如，齿轮传动可以传递旋转运动。
•控制运动：机械系统可以通过一系列的控制机构来控制其元件的运动，从而实现特定的功能。
•支撑和固定：机械系统中的一些元件可以起到支撑和固定其他元件的作用，保证机械系统的稳定性。
•储存能量：机械系统可以将能量存储在弹簧、飞轮等元件中，并在需要时释放出来。
3. 相互作用方式
机械系统中的各个元件之间通过力、力矩、速度等相互作用来完成特定的任务。
相互作用方式的不同会直接影响机械系统的性能和特性。
机械系统中的相互作用方式包括以下几个方面：
•力的传递：机械系统中的元件通过相互之间的接触来传递力，完成力的传递任务。
•力矩的传递：机械系统中的元件可以通过相互之间的接触来传递力矩，实现转矩的传递。
•速度的传递：机械系统中的元件可以通过齿轮传动等方式来传递速度，实现速度的增减或变换。
•能量的传递：机械系统中的元件通过相互之间的物理接触来传递能量，实现能量的转换和传递。
4. 总结
机械系统的基本特征包括结构、功能和相互作用方式。
机械系统的结构是指由各种机械元件组成的整体形态，而功能则是机械系统能够完成的任务或实现的特定功能。
相互作用方式是指机械系统中各个元件之间通过力、力矩、速度等相互作用来完成特定任务。
机械系统的基本特征对于设计和分析机械系统具有重要意义。
通过深入了解机械系统的基本特征，可以更好地理解机械系统的性能和特性，进而对机械系统进行合理设计和优化。