机械工程控制基础课后习题答案借鉴.pdf
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《机械工程控制基础》课程涉及的核心概念和知识点主要包括控制论的基本思想、机械工程控制论的研究对象与任务、信息与信息传递、反馈与反馈控制、控制系统类型、拉氏变换、数学模型、传递函数以及时间响应的分析。 1. 控制论的中心思想:控制论强调通过信息的传递、处理和反馈来实现控制目标。它关注如何在一个系统中有效地使用信息,以确保系统行为符合预设要求。 2. 机械工程控制论的研究对象与任务:研究对象是机械工程技术,任务包括系统分析、最优控制、最优设计、系统识别或系统辨识以及滤液与预测。这些任务旨在理解和优化机械系统的性能和行为。 3. 信息与信息传递:信息是表达一定含义的信号、密码、情报或消息,例如机械系统中的应力、变形等。信息传递是指信息在系统中的动态传递或转换,如机械加工工艺系统中工件尺寸的变化。 4. 反馈与反馈控制:反馈是系统输出信号返回并影响系统输入的过程。负反馈和正反馈分别对应于信号方向相反和相同的情况。例如,人体在走路或取物时利用反馈机制维持平衡和协调。 5. 开环与闭环系统:开环系统(如洗衣机)不依赖输出反馈进行控制,而闭环系统(如液面调节器)包含反馈回路,能根据输出调整控制。 6. 控制系统分类:根据是否存在反馈,控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。 7. 拉氏变换:这是一种将时域中的微分方程转换为复数域的代数方程的数学工具,用于分析线性动态系统。 8. 数学模型:它是系统动态特性的数学描述,用于研究系统的动态行为。 9. 传递函数:传递函数描述了系统在初始条件为零时,输出与输入之间的关系。它仅与系统自身参数有关,不受输入信号影响。 10. 典型传递函数环节:包括比例环节、积分环节、微分环节、惯性环节、一阶微分环节、振荡环节、二阶微分环节和延时环节,每个环节都有特定的数学表达式。 11. 时间响应:系统响应分为瞬态响应(系统从初始状态变化到最终状态的过程)和稳态响应(系统在长时间运行后的稳定状态)。 12. 瞬态响应的性能指标:包括单位阶跃输入下的稳态响应和初始为零的系统行为。 以上内容详细介绍了《机械工程控制基础》课程中的关键知识点,涵盖了控制论的基本理念、控制系统分析和设计的基本方法,以及信息处理和反馈控制的原理。这些知识对于理解和设计机械工程中的控制系统至关重要。
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