《机械控制理论基础》.docx

《机械控制理论基础》课程研究报告姓名：郭龙博学号： 4708130299 成绩：1 课程研究背景1.1研究目的机械控制理论基础是控制论与机械工程技术理论之间的边缘学科，侧重介绍机械工程的控制原理，同时密切结合工程实际，是一门技术基础课程。本课程内容较抽象，概括性强，而且涉及知识范围广。学习本门课要有良好的数学、力学、电学和计算机方面的荃础，还要有一定的机械工程方面的专业知识。学习本课程不必过分追求数学论证上的严密性，但应充分注意数学结论的准确性与物理概念的明晰性。既要抽象思维，又要注意联系专业，学会用广义系统动力学的抽象来解决专业实际问题，为开拓分析与解决问题的思路打下初步基础。1.2研究意义《机械理论控制基础》主要阐述“机械工程控制论”中的基础理论及其在机械工程中的应用。“机械工程控制论”是一门技术科学，它是研究“控制论”在“机械工程”中应用的科学。当前机械制造技术正向着高度自动化的方向发展，各种先进的自动控制加工系统不断出现，过去那种只侧重于局部和静态的研究方法已不能符合要求，应将机械加工过程各个环节的组合看作是一个动力系统，从控制论的角度来研究和解决加工中所出现的各种技术问题。由于机械工程控制论是一门新兴学科，大量的问题，从概念到方法，从定义到公式，从理论的应用到经验的总结，都需要进一步的探讨。1.3研究对象机械工程控制论是研究以机械工程技术为对象的控制论问题。具体地讲，是研究在这一工程领域中广义系统的动力学问题，即研究系统在一定的外界条件（即输入与干扰）作用下，系统从某一初始状态出发，所经历的整个动态历程，也就是研究系统及其输入、输出三者之间的动态关系。例如，机床数控技术中，调整到一定状态的数控机床就是系统，数控指令就是输入，而数控机床的运动就是输出。因为输入的结果是改变系统的状态，并使系统的状态不断改变，这就是力学中所讲的强迫运动；而当系统的初始状态不为零时，即使没有输入，系统的状态也会不断改变，这也就是力学中所讲的自由运动。因此从使系统的状态不断发生改变这点来看，将系统的初始状态看作为一种特殊的输入，即“初始输入”或“初始激励”也是十分合理的。2 研究内容二阶系统的单位阶跃响应初始条件为0下，输入单位阶跃信号时　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　特征方程：　　特征方程的根：　　二阶系统响应特性取决于ξ 和wn两个参数，在ξ 不变情况下取决于wn。1.过阻尼（ξ 1）的情况　　特征根及分布情况：　　　　　　　　　　　阶跃响应：　响应曲线：2.欠阻尼（ξ 1）的情况　　特征根及分布情况：　　　　　　　　　　　　　　　阶跃响应：　　　　　响应曲线：3.临界阻尼（ξ =1）的情况　　特征根及分布情况：　　阶跃响应：　　响应曲线：4.无阻尼（ξ =0）的情况　　特征根及分布情况：阶跃响应：响应曲线：3.个人感想《机械工程控制基础》注重对自动控制的基本内容、基本概念、基本理论和基本分析方法的阐述，深入浅出，重点突出，在内容组织上采用的是循序渐进，逐步深化的思路。经典控制理论安排在前，现代控制理论安排在后。并没有采用将经典和现代理论的数学模型部分穿插在一起的安排方法，以免难点过于集中。在内容的讲述上也强调了基本概念的理解和应用，减少了一些定理和公式的太细的推演过程。在教学过程中比较注重学生的消化吸收的效率问题。