机电控制工程基础网上教学活动文本（20041026）

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1、机电控制工程基础网上教学活动文本（2004.10.26）田虓：欢迎大家前来答疑。欢迎电大同仁交流讨论问：开环控制系统和闭环控制系统的要点应该掌握哪些？田虓：基本定义，传递函数以及二阶系统的阶跃响应性能指标的求取。问：复变函数等数学内容要掌握到什么程度？田虓：理解复坐标系，理解实部、虚部、模长即可。将来会画零，极点即可。问：门课程对数学的要求好像太多了.田虓：书上可能要求多，但是实际考试会根据情况不做过多要求，放心.问：课程中的部分内容与自动控制工程基础有点重复.田虓：是的，重复的比较多问：建议在教材中或辅导资料中增加一些理论与实际相结合的例子，要不然太抽象了.田虓：这个建议

2、很好，有机会一定照办，或者请冯老师也参与进来.问：学生反映这门课程比较难学田虓：是的，这门课程不应该写进去过多的数学，另外那些例子也是公式太烦琐，给老师增加了讲解的难度，不过您可以重方法，轻计算，重目的，轻原理，掌握方法即可。问：这门课程的网上资源挺丰富的，但学生基础较差，有点看不懂田虓：看不懂的同学请多注意做网上习题，这门课程作题很重要。注意网上解题过程掌握方法，本课程特点方法不会变化，考试也是如此！问：这门课程考试难度大吗？怎么复习为好田虓：本门课程的考试难度不大，根据以往来看，同学们考的还可以，不要有顾虑.同学们复习可以以网上的练习为依据，在做题的过程中学习!田虓：下

3、面给出一些典型例题帮助大家学习田虓：本课程学习方法《机电控制工程基础》是以控制理论为基础，密切结合工程实际的一门专业基础课，是机械设计制造及自动化专业必修课。本课程所讨论的问题，都是在工程实践的基础上抽象出来的问题，是分析和设计控制系统的共性问题，这些问题理论较强，涉及的面也十分广泛。因此，讨论问题的周期长是本课程特点之一。为了学好本课程，在学习过程中就应对学过的内容经常复习，明确前后问题的联系，掌握进度。本课程中应用的数学较多，但是，所讨论的问题都是和工程实践紧密联系着的。因此，学习本课程要特别重视理论联系实际，重视在物理概念的基础上对问题的理解。负反馈是构成自动控制系统

4、的基本控制策略。因此，牢固地掌握反馈在工程系统中的应用是学好本课程的关键。常用函数的拉普拉斯变换(1)单位阶跃函数的拉普拉斯变换根据拉普拉斯变换的定义，单位阶跃函数的拉普拉斯变换为(2)单位脉冲函数的拉普拉斯变换根据拉普拉斯变换的定义，单位脉冲函数的拉普拉斯变换为(3)单位斜坡函数的拉普拉斯变换单位斜坡函数为根据拉普拉斯变换的定义，单位斜坡函数的拉普拉斯变换为4)指数函数的拉普拉斯变换指数函数：根据拉普拉斯变换的定义，指数函数的拉普拉斯变换为同理可得第2章的一些重要例题拉氏变换的性质(1)线性性质例已知，求的拉氏变换。解：应用线性性质，则（2）微分性质若，则例已知，为整数，

5、求的拉氏变换。解：由于，且，由拉氏变换微分性质得，又因故(3)延迟性质例求函数的拉氏变换。解：由延迟性质得：(4)初值定理若L[f(t)]=F(s)，且存在，则(5)终值定理若L[f(t)]=F(s)，且存在，则例已知F(s)=，求f(0)和f()。解：由初值定理和终值定理可得==1=0例已知F(s)=，求f(0)和f()。解：由初值定理得由于是的奇点，位于虚轴上，不能应用终值定理，既不存在。例(1)拉氏变换的数学表达式为（）。①；②；③；④。答：④。(2)已知误差函数，则由终值定理可知其稳定误差（）。①1；②∞；③0。答：，所以选择①。(3)已知函数的拉氏变换为（）。①；

6、②；③；④。答：依据线性性质和位移性质选择①。典型环节的传递函数(1)比例环节传递函数为若忽略非线性和惯性，电子放大器，齿轮减速器，杠杆等均属于比例环节。(2)惯性环节传递函数式中──环节的时间常数；──环节的比例系数。(3)积分环节积分环节的传递函数：(4)微分环节传递函数：(5)振荡环节传递函数：第4章的例题二阶系统的瞬态响应性能指标例设单位反馈系统的开环传递函数为试求系统的性能指标，峰值时间，超调量和调节时间。解：[题意分析]这是一道给定了开环传递函数，求二阶系统性能指标的练习题。在这里要抓住二阶系统闭环传递函数的标准形式与参数(，)的对应关系，然后确定用哪一组公式去

7、求性能指标。根据题目给出条件可知闭环传递函数为与二阶系统传递函数标准形式相比较可得，即=1，=0.5。由此可知，系统为欠阻尼状态。故，单位阶跃响应的性能指标为例如图4－3－9所示系统，假设该系统在单位阶跃响应中的超调量=25%，峰值时间=0.5秒，试确定K和τ的值。X(s)Y(s)图4－3－9解：[题意分析]这是一道由性能指标反求参数的题目，关键是找出：K，τ与，的关系；，与，的关系；通过，把，与K，τ联系起来。由系统结构图可得闭环传递函数为与二阶系统传递函数标准形式相比较，可得由题目给定：即两边取自然对数可得依据