过程动态特性分析28页PPT
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汽车动力学仿真基础PPT课件
1.3、系统-三要素
实体 属性 活动
研究系统，就是研究系统状 态的变化，即研究系统的动 态特性和运动规律.
性能状态
系统状态
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1.4、系统-分类
描述特性
连续系统：微分方程，差分方程 离散事件系统：逻辑条件，流程图
可以用有限个变量描
物数理学参结性述数的构质物系系体统统和的(，用运称质动为心定线 集)集描中述常性 中和和 参时非 数变线 和性 分布参需时数考(物虑体刚的体扭内转部，运场动)
是系统的本质特征的数学表达式，即用数学公式来 描述所研究的系统的某一方面的规律
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静态模型 :一般形式是代数方程、逻辑工表程达动力关学系式。
系统动力学
动态模型 :
确定性模型
集中参数 :常微分、状态
方程
热传导
连续
分布参数 :偏微分方程
系统
动
随机模型
计算机采样系统
态
模
离散
型
系统
时间离散 采样控制系统：差分、离散状例-工厂经济管理系统
原料
采购部门
制造车间
装配车间
运输车间
成品
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1.3、系统-特点
➢
系统是实体的集合
➢
组成系统的实体具有一定的属性。属性指组成
系统的每一个实体所具有的全部有效特征（如
状态和参数等）。
➢
系统处于活动之中。活动是指实体随时间推移
而发生的属性变化。
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• 多体动力学模型：需要建模者给定各部件的详细特征、运动学约束和系统的拓扑结构， 然后由相应软件工具如：基于Kane 方法的SD/FAST，AUTOSIM，SYMBA；基于 Euler方法的SD/FAST，AUTOSIM，NASTRAN，SIMPACK；基于Lagrange 方法的 ADAMS，DADS，MEDYNA，MADYMD 等自动建立运动学方程。多体模型包含部 件较多，有些参数难以从试验中测量得到，因而不能从整体上保证系统的准确性；另外， 复杂的模型在计算机上求解时花费时间较长，而且一旦模型出错，很难准确查找。
第二章过程特性及其数学模型详解演示文稿
26
第27页，共36页。
第三节 描述对象特性的参数
• 二、时间常数T
从大量的生产实践中发现，有的对象受到干扰后，被控变 量变化很快，较迅速地达到了稳定值；有的对象在受到干扰后 ，惯性很大，被控变量要经过很长时间才能达到新的稳态值。
图2-15 不同时间常数对象的反应曲线
28
第28页，共36页。
第三节 描述对象特性的参数
第二章过程特性及其数学模型 详解演示文稿
第1页，共36页。
优选第二章过程特性及其数学 模型
第2页，共36页。
第一节 化工过程的特点及其描述方法
自动控制系统是由被控对象、测量变送装置、控制器和执
行器组成。系统的控制质量与被控对象的特性有密切的关系。
研究对象的特性，就是用数学的方法来描述出对象输入量 与输出量之间的关系。这种对象特性的数学描述就称为对象的
由于
i C de0
dt
消去i
RC
de0 dt
e0
ei
或
T
de0 dt
e0
ei
T RC
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第二节 对象数学模型的建立
2.积分对象
当对象的输出参数与输入参数对时间的积分成比例关系时，称为积 分对象。
Q2为常数，变化量为0
图2-4 积分对象
1 dh A Q1dt
h
1 A
Q1dt
（2-1）
在允许的范围内，多数化工对象动态特性可以忽略输入量的导数 项，因此可表示为
an ynt an1 yn1 t a1 yt a0 yt xt
7
第8页，共36页。
第一节 化工过程的特点及其描述方法
举例
一个对象如果可以用一个一阶微分方程式来描述其特性
经典分子动力学方法详解课件
互作用，还与在相邻单元内的镜像原子有作用。
第19页，共39页。
基本单元大小的选择
• 基本单元的大小必须大于2Rcut（Rcut是相互作用势的 截断距离）或Rcut<1/2 基本单元的大小。这保证了任
何原子只与原子的一个镜像有相互作用，不与自己的镜 像作用。这个条件称为“minimum image criterion” • 在我们所研究的体系内的任何结构特性的特征尺寸或任 何重要的效应的特征长度必须小于基本单元的大小。 • 为了检验不同基本单元大小是否会引入“人为效应”，必 须用不同的基本单元尺寸做计算，若结果能收敛，则尺寸 选择是合适的。
MD方法的发展史
• MD方法是20世纪50年代后期由B.J Alder和T.E. Wainwright创造发展的。他们在1957年利用MD方法， 发现了早在1939年根据统计力学预言的“刚性球组成 的集合系统会发生由其液相到结晶相的相转变”。
• 20世纪70年代，产生了刚性体系的动力学方法被应 用于水和氮等分子性溶液体系的处理，取得了成功。 1972年，A.W. Less和S.F. Edwards等人发展了该 方法，并扩展到了存在速度梯度(即处于非平衡状态) 的系统。
建立完全弹性碰撞方程，借以求解出原子、分子的运动
规律。这种处理可以在液晶的模拟中使用。 • 质点力学模型是将原子、分子作为质点处理，粒子间
的相互作用力采用坐标的连续函数。这种力学体系的应 用对象非常多，可以用于处理陶瓷、金属、半导体等无
机化合物材料以及有机高分子、生物大分子等几乎所有
的材料。
第14页，共39页。
• 为了减小“尺寸效应”而又不至于使计算工作量过大，对
于平衡态MD模拟采用 “周期性边界条件”。
第16页，共39页。
第19页，共39页。
基本单元大小的选择
• 基本单元的大小必须大于2Rcut（Rcut是相互作用势的 截断距离）或Rcut<1/2 基本单元的大小。这保证了任
何原子只与原子的一个镜像有相互作用，不与自己的镜 像作用。这个条件称为“minimum image criterion” • 在我们所研究的体系内的任何结构特性的特征尺寸或任 何重要的效应的特征长度必须小于基本单元的大小。 • 为了检验不同基本单元大小是否会引入“人为效应”，必 须用不同的基本单元尺寸做计算，若结果能收敛，则尺寸 选择是合适的。
MD方法的发展史
• MD方法是20世纪50年代后期由B.J Alder和T.E. Wainwright创造发展的。他们在1957年利用MD方法， 发现了早在1939年根据统计力学预言的“刚性球组成 的集合系统会发生由其液相到结晶相的相转变”。
• 20世纪70年代，产生了刚性体系的动力学方法被应 用于水和氮等分子性溶液体系的处理，取得了成功。 1972年，A.W. Less和S.F. Edwards等人发展了该 方法，并扩展到了存在速度梯度(即处于非平衡状态) 的系统。
建立完全弹性碰撞方程，借以求解出原子、分子的运动
规律。这种处理可以在液晶的模拟中使用。 • 质点力学模型是将原子、分子作为质点处理，粒子间
的相互作用力采用坐标的连续函数。这种力学体系的应 用对象非常多，可以用于处理陶瓷、金属、半导体等无
机化合物材料以及有机高分子、生物大分子等几乎所有
的材料。
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• 为了减小“尺寸效应”而又不至于使计算工作量过大，对
于平衡态MD模拟采用 “周期性边界条件”。
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FEMA培训PPT课件
一、FEMA概述
1、FEMA的应用和发展
50年代初期，美国Grumman公司第一次把FMEA思想用 于一种战斗机的 操纵系统的设计分析，取得较好效果，以后逐渐推广。 60年代中期用于美国航天工业。（阿波罗） 1974年用于美国海军。（1629号军标） 1985年IEC公布了FMEA标准: IEC812， 这个标准被我国等同采用为GB 7826-87： 《系统可靠性分析技术，失效模式和效应分析(FMEA)程序》 QS-9000 质量体系要求 —美国汽车工业行动集团（AIAG） VDA6.1 质量体系审核 —德国汽车汽车工业联合会（VDA）
如果预先完成了FMEA，就可以减少产品/过程的变更，并且实 施成本也较为便宜，从而将后期更改的危险减少到最小。因此， FMEA措施可以减少，甚至消除实施变更而带来更大问题的可能性。
理想状况下，设计FMEA应当在设计的早期阶段启动；过程FMEA 应在工装和制造设备的开发、采购之前启动。FMEA应贯穿于设计 和制造开发过程的每一阶段，并且也可以用于问题解决。
三、FEMA的策划、实施
③
定义客户
④
识别功能、要求 和规范
⑥
⑤
识别潜在原因 识别潜在影响
⑨ 管理者职责：
建议措施与结果
管理者应负责FMEA过程。管理者对资源的选择和应用， 以 及确保有效的风险管理过程（包括时间安排）负有 最终职责。
管理者职责还包括通过持续评审为小组提供直接支持， 消除
故障，总结经验教训。
PPAP
APQP
FMEA MSA
QMS
SPC
26
第26页/共28页
检具随地乱放
钻模板随地乱 放
END
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感谢您的观赏
1、FEMA的应用和发展
50年代初期，美国Grumman公司第一次把FMEA思想用 于一种战斗机的 操纵系统的设计分析，取得较好效果，以后逐渐推广。 60年代中期用于美国航天工业。（阿波罗） 1974年用于美国海军。（1629号军标） 1985年IEC公布了FMEA标准: IEC812， 这个标准被我国等同采用为GB 7826-87： 《系统可靠性分析技术，失效模式和效应分析(FMEA)程序》 QS-9000 质量体系要求 —美国汽车工业行动集团（AIAG） VDA6.1 质量体系审核 —德国汽车汽车工业联合会（VDA）
如果预先完成了FMEA，就可以减少产品/过程的变更，并且实 施成本也较为便宜，从而将后期更改的危险减少到最小。因此， FMEA措施可以减少，甚至消除实施变更而带来更大问题的可能性。
理想状况下，设计FMEA应当在设计的早期阶段启动；过程FMEA 应在工装和制造设备的开发、采购之前启动。FMEA应贯穿于设计 和制造开发过程的每一阶段，并且也可以用于问题解决。
三、FEMA的策划、实施
③
定义客户
④
识别功能、要求 和规范
⑥
⑤
识别潜在原因 识别潜在影响
⑨ 管理者职责：
建议措施与结果
管理者应负责FMEA过程。管理者对资源的选择和应用， 以 及确保有效的风险管理过程（包括时间安排）负有 最终职责。
管理者职责还包括通过持续评审为小组提供直接支持， 消除
故障，总结经验教训。
PPAP
APQP
FMEA MSA
QMS
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现代力学测试技术PPT课件
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计量 计量的主要任务是建立统一的基准单位，使测量有客观标准。
测试 测试的基本任务是获取有用的信息，通常包含了测量、计量、计算、
检验，判断等多层含义，具有比单纯的测量更为丰富的内容。
第4页/共39页
测试的范畴有：
1、将被测量与标准量进行比较，以获得 被测对象的数值结果。
2、将被测量与设定值进行比较，以获得 被测对象在性能、参数、质量、功能等方面的 评价。这种评价常采用通过／不通过、合格／ 不合格、正常／越限、好／坏等定性指标来表 示或采用分成若干等级的分类值来表示。
第16页/共39页
常用方法： （1）基于固有频率变化的识别技术； （2）基于振型变化的识别技术： （3）基于柔度变化的识别技术； （4）基于刚度变化的识别技术； （5）基于能量变化的识别技术； （6）基于传递函数变化的识别技术； （7）基于统计信息的识别技术。
第17页/共39页
2．超声波法检测 超声检测是利用超声波在介质内传播时的反射、透射和散射特性进行的。
利用振动响应和动力特性参数的变化来进行 故障的监测、预报，是结构故障诊断中的重要研究 手段之一。任何结构都可以看作是由刚度、质量、 阻尼矩阵组成的力学系统。结构动力特性是结构的 固有特性。结构的损伤必然引起结构动态响应的变 化，进而引起结构实验获取的模态参数的变化。因 此，模态参数的改变可视为结构损伤发生的标志。 实验模态分析技术就是对被测结构系统进行激励， 通过振动测试、数据采集和信号分析，由输入和输 出确定结构的动力特性。
第37页/共39页
参考文献： 1．《土木工程监测技术》中国建筑工业出版社 2．《基坑工程手册》，中国建筑工业出版社 3．《结构混凝土现场检测技术》，湖南大学出版社 4．《无损检测手册》，机械工业出版社 5．《结构损伤检测与智能诊断》，科学技术出版社 6．《现代光测力学技术》，哈尔滨工业大学出版社
计量 计量的主要任务是建立统一的基准单位，使测量有客观标准。
测试 测试的基本任务是获取有用的信息，通常包含了测量、计量、计算、
检验，判断等多层含义，具有比单纯的测量更为丰富的内容。
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测试的范畴有：
1、将被测量与标准量进行比较，以获得 被测对象的数值结果。
2、将被测量与设定值进行比较，以获得 被测对象在性能、参数、质量、功能等方面的 评价。这种评价常采用通过／不通过、合格／ 不合格、正常／越限、好／坏等定性指标来表 示或采用分成若干等级的分类值来表示。
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常用方法： （1）基于固有频率变化的识别技术； （2）基于振型变化的识别技术： （3）基于柔度变化的识别技术； （4）基于刚度变化的识别技术； （5）基于能量变化的识别技术； （6）基于传递函数变化的识别技术； （7）基于统计信息的识别技术。
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2．超声波法检测 超声检测是利用超声波在介质内传播时的反射、透射和散射特性进行的。
利用振动响应和动力特性参数的变化来进行 故障的监测、预报，是结构故障诊断中的重要研究 手段之一。任何结构都可以看作是由刚度、质量、 阻尼矩阵组成的力学系统。结构动力特性是结构的 固有特性。结构的损伤必然引起结构动态响应的变 化，进而引起结构实验获取的模态参数的变化。因 此，模态参数的改变可视为结构损伤发生的标志。 实验模态分析技术就是对被测结构系统进行激励， 通过振动测试、数据采集和信号分析，由输入和输 出确定结构的动力特性。
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参考文献： 1．《土木工程监测技术》中国建筑工业出版社 2．《基坑工程手册》，中国建筑工业出版社 3．《结构混凝土现场检测技术》，湖南大学出版社 4．《无损检测手册》，机械工业出版社 5．《结构损伤检测与智能诊断》，科学技术出版社 6．《现代光测力学技术》，哈尔滨工业大学出版社
自动控制原理控制系统的稳定性及特性PPT课件
解：由系统的特征方程计算劳斯表如下
劳斯阵中s3行的各项全部为零，为此用不为零的最后一行(s4 行) 的各项组成辅助方程为 F(s) s4 5s2 4 0 将辅助方程对 s 求导数，得导数方程
dF (s) 4s3 10s 0 ds 第24页/共68页
用导数方程的系数取代
s6 1 6 9 4 s5 1 5 4
故有两个实部为正。 的根
第18页/共68页
例 3-8 已知系统的特征方s程3 4s 2 6 0
，
试判断系统的正的特征根的个数。
解：它有一个系数为负的，根据劳斯判据知系统不稳定。
但究竟有几个右根，需列劳斯表：
s3 1 1 s2 4 6 s1 2.5 s0 6
劳斯表中第一列元素符号改变两次，系统有2个 右半平面的根
故系统稳定。
第13页/共68页
3.3.3 稳定判据 1. Routh稳定判据 系统的特征方程为
必要条件:
（1）特征方程的各项系数ai(i=1,2,…,n)都不为零； （2）特征方程的各项系数ai(i=1,2,…,n)具有相同的符号。
充分条件： 劳斯阵列第一列所有元素为正。
第14页/共68页
劳斯阵列
c1
b1an3 an1b2 b1
b2
an1an4 anan5 an1
c2
b1an5 an1b3 b1
第15页/共68页
例3-5 已知系统的特征方程为 (s) s3 3s2 s 55 0
试用劳斯判据判断系统的稳定性。
解：构造劳斯表如下：
s3 1 1 s2 3 55 s1 52 3 0 s0 55 0
控制系统在典型输入信号作用下的动态过程的品质及?系统的稳定性是系统正常工作的首要条件系统的稳定性是系统正常工作的首要条件?系统的稳定性完全由系统自身的结构和参数决定系统的稳定性完全由系统自身的结构和参数决定?系统的稳定性完全由系统自身的结构和参数决定系统的稳定性完全由系统自身的结构和参数决定与系统的输入无关
劳斯阵中s3行的各项全部为零，为此用不为零的最后一行(s4 行) 的各项组成辅助方程为 F(s) s4 5s2 4 0 将辅助方程对 s 求导数，得导数方程
dF (s) 4s3 10s 0 ds 第24页/共68页
用导数方程的系数取代
s6 1 6 9 4 s5 1 5 4
故有两个实部为正。 的根
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例 3-8 已知系统的特征方s程3 4s 2 6 0
，
试判断系统的正的特征根的个数。
解：它有一个系数为负的，根据劳斯判据知系统不稳定。
但究竟有几个右根，需列劳斯表：
s3 1 1 s2 4 6 s1 2.5 s0 6
劳斯表中第一列元素符号改变两次，系统有2个 右半平面的根
故系统稳定。
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3.3.3 稳定判据 1. Routh稳定判据 系统的特征方程为
必要条件:
（1）特征方程的各项系数ai(i=1,2,…,n)都不为零； （2）特征方程的各项系数ai(i=1,2,…,n)具有相同的符号。
充分条件： 劳斯阵列第一列所有元素为正。
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劳斯阵列
c1
b1an3 an1b2 b1
b2
an1an4 anan5 an1
c2
b1an5 an1b3 b1
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例3-5 已知系统的特征方程为 (s) s3 3s2 s 55 0
试用劳斯判据判断系统的稳定性。
解：构造劳斯表如下：
s3 1 1 s2 3 55 s1 52 3 0 s0 55 0
控制系统在典型输入信号作用下的动态过程的品质及?系统的稳定性是系统正常工作的首要条件系统的稳定性是系统正常工作的首要条件?系统的稳定性完全由系统自身的结构和参数决定系统的稳定性完全由系统自身的结构和参数决定?系统的稳定性完全由系统自身的结构和参数决定系统的稳定性完全由系统自身的结构和参数决定与系统的输入无关
转速电流反馈控制直流调速系统
现无静差。
•
对负载变化起抗扰作用。
•
其输出限幅值决定电动机允许的最大电流。
第27页/共134页
2. 电流调节器的作用
•
在转速外环的调节过程中，使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器的输出
量）变化。
•
对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
•
在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流。
•
当电动机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。
等
于
I
dm不
变，
• 转速波形先是缓慢升速，然后以恒加速上升，产生超调后，到
达给定值n*。
• 起动过程分为电流上升、恒流升速和转速调节三个阶段，
• 转速调节器在此三个阶段中经历了不饱和、饱和以及退饱和三 种情况。
第15页/共134页
第16页/共134页
图3-6 双闭环 直流调速系统 起动过程的转 速和电流波形
（1） 转速调节器不饱和
• 两个调节器都不饱和，稳态时，它们的输入偏差电压都是零。
U
* n
Un
n
n0
•
U
* i
Ui
I d
n
U
* n
n0
I d I dm
(3-1)
第7页/共134页
（ 2 ） 转 速调 节器饱 和 • ASR输出达到限幅值时，转速外环呈开环状态，转速的变化对转速环不再产生影响。
第35页/共134页
返回目录
3.3 调节器的工程设计方法
• 必要性： 用经典的动态校正方法设计调节器须同时解决稳、准、快、抗干扰等各方
面相互有矛盾的静、动态性能要求，需要设计者有扎实的理论基础和丰富的 实践经验，而初学者则不易掌握，于是有必要建立实用的设计方法。
•
对负载变化起抗扰作用。
•
其输出限幅值决定电动机允许的最大电流。
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2. 电流调节器的作用
•
在转速外环的调节过程中，使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器的输出
量）变化。
•
对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
•
在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流。
•
当电动机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。
等
于
I
dm不
变，
• 转速波形先是缓慢升速，然后以恒加速上升，产生超调后，到
达给定值n*。
• 起动过程分为电流上升、恒流升速和转速调节三个阶段，
• 转速调节器在此三个阶段中经历了不饱和、饱和以及退饱和三 种情况。
第15页/共134页
第16页/共134页
图3-6 双闭环 直流调速系统 起动过程的转 速和电流波形
（1） 转速调节器不饱和
• 两个调节器都不饱和，稳态时，它们的输入偏差电压都是零。
U
* n
Un
n
n0
•
U
* i
Ui
I d
n
U
* n
n0
I d I dm
(3-1)
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（ 2 ） 转 速调 节器饱 和 • ASR输出达到限幅值时，转速外环呈开环状态，转速的变化对转速环不再产生影响。
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3.3 调节器的工程设计方法
• 必要性： 用经典的动态校正方法设计调节器须同时解决稳、准、快、抗干扰等各方
面相互有矛盾的静、动态性能要求，需要设计者有扎实的理论基础和丰富的 实践经验，而初学者则不易掌握，于是有必要建立实用的设计方法。
锅炉的基本知识介绍.pptx
期间总时数]x100%。（国内先进指标大于90%）
11
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四、锅炉循环的基本原理
1、循环的条件
第 一
回路间的压头差，包括重位压头（工质的密度
章
差产生）和人工压头（泵产生）。
锅 炉
2、循环基本原理
的 基 本
按照循环原理分为2类。 1）自然循环
知 识
--工质的密度差和高度差乘积产生的力作为循环
9
第10页/共32页
6）锅炉的热效率
第 一
---指燃料完全燃烧所放出的热量被锅炉有效利 用的程度。
章
锅 炉
# 热效率=（工质所吸收的热量/燃料所拥有的热 量）x100%
的 基
# 热效率影响因素---燃烧方式、燃料种类、锅
本
炉型式和运行情况
知 识
# 数量级---大型>90%; 工业锅炉为60--80%
的 基
--工质加热、汽化；
本 --蓄热的工质储存；
知 识
--工质的循环流动；
--工质的锅内净化。
•锅组成： 气包（锅筒）、集箱（联箱） 和管路系统（上升管与下降管）
3
第4页/共32页
• 辅助受热面--预热或进一步加热介质的受热面。
第
一 章
• 辅助受热面组成：
锅 --过热器、再热器、屏、省煤器和空气预热器。
知 --整状（快装）;组装;散装.
识 4）排渣方式
--固态排渣锅炉;液态排渣锅炉.
5）使用布置
--露天锅炉;半露天锅炉;室内锅炉.
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三、锅炉的型号表示
例一
第 1、电站锅炉型号表示法
一
章
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过程动态特性分析
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·