基础工程课件第一章
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控制工程基础PPT课件(王积伟)第一章 控制系统的基本概念汇总
给定量位于系统的输入端，称为系统输入量。 也称为参考输入量（信号）。
被控制量位于系统的输出端，称为系统输出量。
输出量（全部或一部分）通过测量装置返回系 统的输入端，使之与输入量进行比较，产生偏 差（给定信号与返回的输出信号之差）信号。 系统的输出不断地、直接或间接地、全部或部分 地返回，并作用于系统，即输出量的返回过程称 为反馈。返回的全部或部分输出信号称为反馈信号。
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第一章 控制系统的基本概念
输入量 控制器 反馈量 测量元件 闭环控制系统框图 对象或过程 输出量
半闭环控制系统 特点：反馈信号通过系统内部的中间信号获得。
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第一章 控制系统的基本概念
闭环控制系统的组成
扰动信号
给定 元件 比较 + 元件 比较 + 元件
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第一章 控制系统的基本概念 二、控制系统的基本类型 按输入量的特征分类 恒值控制系统 系统输入量为恒定值。控制任务是保证在任何 扰动作用下系统的输出量为恒值。 如：恒温箱控制、电网电压、频率控制等。 程序控制系统 输入量的变化规律预先确知，输入装置根据输 入的变化规律，发出控制指令，使被控对象按 照指令程序的要求而运动。如数控加工系统。
开环控制系统：如步进驱动的数控机床、普通 洗衣机、家用电烤箱、微波炉等 闭环控制系统：如伺服驱动的数控机床、恒温 箱（冰箱、空调）等 半闭环控制系统
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第一章 控制系统的基本概念
开环控制系统 特点：系统仅受输入量和扰动量控制；输出端 和输入端之间不存在反馈回路；输出量 在整个控制过程中对系统的控制不产生 任何影响。
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被控制量位于系统的输出端，称为系统输出量。
输出量（全部或一部分）通过测量装置返回系 统的输入端，使之与输入量进行比较，产生偏 差（给定信号与返回的输出信号之差）信号。 系统的输出不断地、直接或间接地、全部或部分 地返回，并作用于系统，即输出量的返回过程称 为反馈。返回的全部或部分输出信号称为反馈信号。
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第一章 控制系统的基本概念
输入量 控制器 反馈量 测量元件 闭环控制系统框图 对象或过程 输出量
半闭环控制系统 特点：反馈信号通过系统内部的中间信号获得。
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第一章 控制系统的基本概念
闭环控制系统的组成
扰动信号
给定 元件 比较 + 元件 比较 + 元件
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第一章 控制系统的基本概念 二、控制系统的基本类型 按输入量的特征分类 恒值控制系统 系统输入量为恒定值。控制任务是保证在任何 扰动作用下系统的输出量为恒值。 如：恒温箱控制、电网电压、频率控制等。 程序控制系统 输入量的变化规律预先确知，输入装置根据输 入的变化规律，发出控制指令，使被控对象按 照指令程序的要求而运动。如数控加工系统。
开环控制系统：如步进驱动的数控机床、普通 洗衣机、家用电烤箱、微波炉等 闭环控制系统：如伺服驱动的数控机床、恒温 箱（冰箱、空调）等 半闭环控制系统
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第一章 控制系统的基本概念
开环控制系统 特点：系统仅受输入量和扰动量控制；输出端 和输入端之间不存在反馈回路；输出量 在整个控制过程中对系统的控制不产生 任何影响。
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控制工程基础ppt课件第一章 控制工程基础概论
性理论。 1895年：A. Hurwitz提出赫尔维茨稳定性判据。
1932年：H. Nyquist提出乃奎斯特稳定性判据。 1945年：H. W. Bode提出反馈放大器的 一般设计方法
第一章 概论
1948年：N. Wiener发表《控制论》，标志经典 控制理论基本形成；经典控制理论以传递函数 为基础，主要研究单输入—单输出（SISO）系 统的分析和控制问题；
第一章 概论
根据自动控制理论的内容和发展的不同阶 段，控制理论可分为“经典控制理论”和“现 代控制理论”两大部分。
“经典控制理论”的内容是以传递 函数为基础，以频率法和根轨迹法作 为分析和综合系统基本方法，主要研 究单输入，单输出这类控制系统的分 析和设计问题。
第一章 概论 第一颗人造卫星（苏联，1957年）
机电工业是我国最重要的支柱产业之一 ，而传 统的机电产品正在向机电一体化（Mechatronics） 方向发展。机电一体化产品或系统的显著特点是控 制自动化。
机电控制型产品技术含量高，附加值 大，在国内外市场上具有很强的竞争优势， 形成机电一体化产品发展的主流。当前国 内外机电结合型产品，诸如典型的工业机 器人，数控机床，自动导引车等都广泛地 应用了控制理论。
第一章 概论 勇气号、机遇号火星探测器（美国，2004年）
第一章 概论 土卫六探测器（欧盟，2005年）
第一章 概论 坦普尔1号彗星深度撞击（美国，2005年）
第一章 概论
常娥一号（2007年，中国）
第一章 概论
导弹击中卫星（中国，2007年； 美国，2008年）
第一章 概论
“作为技术科学的控制论，对工程技术、
u2 放大器
ua 控制 电机
n
减 速 器
1932年：H. Nyquist提出乃奎斯特稳定性判据。 1945年：H. W. Bode提出反馈放大器的 一般设计方法
第一章 概论
1948年：N. Wiener发表《控制论》，标志经典 控制理论基本形成；经典控制理论以传递函数 为基础，主要研究单输入—单输出（SISO）系 统的分析和控制问题；
第一章 概论
根据自动控制理论的内容和发展的不同阶 段，控制理论可分为“经典控制理论”和“现 代控制理论”两大部分。
“经典控制理论”的内容是以传递 函数为基础，以频率法和根轨迹法作 为分析和综合系统基本方法，主要研 究单输入，单输出这类控制系统的分 析和设计问题。
第一章 概论 第一颗人造卫星（苏联，1957年）
机电工业是我国最重要的支柱产业之一 ，而传 统的机电产品正在向机电一体化（Mechatronics） 方向发展。机电一体化产品或系统的显著特点是控 制自动化。
机电控制型产品技术含量高，附加值 大，在国内外市场上具有很强的竞争优势， 形成机电一体化产品发展的主流。当前国 内外机电结合型产品，诸如典型的工业机 器人，数控机床，自动导引车等都广泛地 应用了控制理论。
第一章 概论 勇气号、机遇号火星探测器（美国，2004年）
第一章 概论 土卫六探测器（欧盟，2005年）
第一章 概论 坦普尔1号彗星深度撞击（美国，2005年）
第一章 概论
常娥一号（2007年，中国）
第一章 概论
导弹击中卫星（中国，2007年； 美国，2008年）
第一章 概论
“作为技术科学的控制论，对工程技术、
u2 放大器
ua 控制 电机
n
减 速 器
第一章 机械工程控制基础PPT课件
u=0,电机停止转动。
《控制工程基础》2012，2
1.1 控制系统的原理
第一章 绪论
人的有目 的的活动
具有控制
功能的机 器
人工控制与自动控制对比
测量 比较 纠正偏差
活动 测试机构 决策机构 执行机构
取物 眼、耳 大脑 手、脚
火炮打敌机 雷达
指挥仪 随动系统
《控制工程基础》2012，2
1.1 控制系统的原理
2
主要参考资料
❖ 1. 教材、讲义
❖ （）
❖ 2. 自动控制原理简明教程.胡寿松主编.科学出版社. ❖ 3. 《机械工程控制基础（第四版）学习辅导与题解》，
华中科技大学出版社。 ❖ 4. 自动控制原理 导教·导学·导考 刘慧英主编 西北工业
大学出版社。
《控制工程基础》2012，2
《控制工程基础》课程学习参考资料
2.实验总学时：4（2次试验，CAD中心）
3.授课内容：教材 1、2、3、4、5、6章
4.
实验 （试验指导书）
控制工程基础 2012，2
8
《控制工程基础》2012，2
9
《控制工程基础》2012，2
第一章 绪 论
1. 控制系统的原理 2. 控制系统的结构方框图 3. 自动控制系统的基本要求 4. 控制理论的发展
二、自动控制
1、定义
第一章 绪论
一个或一些被控物理量按 给定量的变化而变化。
在没有人直接参予的情况下，使生产过程和被控对象的某些物 理量准确地按照预期规律变化。
一般地说，如何使被控量按给定量的变化规律而变化，是 控制系统所要解决的基本任务。
《控制工程基础》2012，2
1.1 控制系统的原理
二、自动控制
《控制工程基础》2012，2
1.1 控制系统的原理
第一章 绪论
人的有目 的的活动
具有控制
功能的机 器
人工控制与自动控制对比
测量 比较 纠正偏差
活动 测试机构 决策机构 执行机构
取物 眼、耳 大脑 手、脚
火炮打敌机 雷达
指挥仪 随动系统
《控制工程基础》2012，2
1.1 控制系统的原理
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主要参考资料
❖ 1. 教材、讲义
❖ （）
❖ 2. 自动控制原理简明教程.胡寿松主编.科学出版社. ❖ 3. 《机械工程控制基础（第四版）学习辅导与题解》，
华中科技大学出版社。 ❖ 4. 自动控制原理 导教·导学·导考 刘慧英主编 西北工业
大学出版社。
《控制工程基础》2012，2
《控制工程基础》课程学习参考资料
2.实验总学时：4（2次试验，CAD中心）
3.授课内容：教材 1、2、3、4、5、6章
4.
实验 （试验指导书）
控制工程基础 2012，2
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《控制工程基础》2012，2
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《控制工程基础》2012，2
第一章 绪 论
1. 控制系统的原理 2. 控制系统的结构方框图 3. 自动控制系统的基本要求 4. 控制理论的发展
二、自动控制
1、定义
第一章 绪论
一个或一些被控物理量按 给定量的变化而变化。
在没有人直接参予的情况下，使生产过程和被控对象的某些物 理量准确地按照预期规律变化。
一般地说，如何使被控量按给定量的变化规律而变化，是 控制系统所要解决的基本任务。
《控制工程基础》2012，2
1.1 控制系统的原理
二、自动控制
基础工程-第一章 地基基础的设计原则(2007.3)
乙级 丙级
场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下民 用建筑及一般工业建筑物;次要的轻型建筑物
正常使用极限状态设计；对短暂情况，可根据需要按正常使用极限状 态设计；对偶然情况，可不按正常使用极限状态设计。
1-1-2 基础工程设计的任务
主要任务：结构效应分析。 1、基础结构作用效应分析：确定由于上部结构荷载、 地基反力作用，在基础结构上的作用效应，即基础结构内 力：弯矩、剪力、轴力等。 2、根据拟定的基础截面进行基础结构抗力及其他性 能的分析，确定基础结构截面的承受能力及其性能。 按承载力极限状态设计时，根据材料和结构对作用的 反应，可采用线性、非线性、塑性理论计算；按正常使用 极限状态设计时，可采用线性理论计算，必要时采用非线 性理论。计算结果均应小于基础材料的抵抗能力。
1-2-3 地基基础设计基本规定
1、一般规定 根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基 变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规 定： 1 . 所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关 规定； 2 . 设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形 规定； 3. 表1-8所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作 变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算： 地基承载力特征值小于130kpa，且体型复杂的建筑； 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大， 可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；
软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时； 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完 成时。 4、对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和 挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑 物，尚应验算其稳定性； 5、基坑工程应进行稳定验算； 6、当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存 在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。
基础工程讲义讲稿-换填法
4. 建筑物建造在软弱地基和特殊土地基时面临 的四个问题：
⑴强度及稳定性：当地基的抗剪强度不足以承受
上部结构的自重及附加荷载时，地基就会发生局部或整 体破坏。
⑵变形：当地基在上部结构的自重及附加荷载作
用下产生过大的变形时，会影响建筑物的正常使用；当 超过建筑物所能容许的不均允沉降时，结构可能产生开 裂；湿陷性黄土遇水湿陷，膨胀土遇水膨胀、失水收缩 也属于这类问题。
fafak b(-b 3 )dm (-d 0.5)
矩形基础 Pz ： (l2zlbtg()P(-bPc)2ztg) 条型基P础 z ： bb(2P-zPct)g
砂垫层的厚度一般不宜大于3m，太厚则施工困难； 也不宜小于0.5m，太簿则换土垫层的作用不显著。
3.垫层宽度 应根据垫层侧面土的承载力来决定，砂垫层底部宽 度b′可由下式或根据当地经验确定。
三、粉煤灰垫层 1.化学性质
粉煤灰和天然土中的化学成分具有很大的相似性， 具有火山灰的特性，在潮湿条件下具有凝硬性，与二 氧化硅，三氧化二铝等物质进行水化反应，生成水化 产物，使碾压密实的粉煤灰颗粒胶结固化形成块状结 构，可提高粉煤灰的强度，降低压缩变形，增强抗渗 性和水稳定性。
2.物理性质 粉煤灰的压实曲线与粘性土相似，具有相对较宽
二、土的压实系数
1.压实系数λc
c
d d max
室内击实试验：
dmax· 10.p0w· · 1 dsop· ds
ρd—压实系数可参考表1.2-1选用。
2.含水量
施工含水量应尽量接近最优含水量。可按表 2.2-2选用。
3.铺填厚度及压实遍数
基础工程
第一章 概述
1. 地基与基础 地基：任何建筑物都是支承在地层上，受建筑物荷 载影响的那一部分地层称为地基。 基础：建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础。