资源描述：
《机械工程控制基础作业解答.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、1-7说明自动控制人门开启和关闭的工作原理并画出系统方框图.解：1）工作原理：电压u2反映人门的实际位宜，电压ul由开（关）门开关的指令状态决定,两电压2差厶u=ul-u2驱动伺服电动机，进而通过传动装宜控制人门的开启。当大门在打开位置，u2=u±：如合上开门开关，ul=u上，Au=O,犬门不动作；如合上关门开关，ul=u下，Au<0,人门逐渐关闭，直至完全关闭，使△u=0。当人门在关闭位iff,u2=u下：如合上开门开关，ul=u上，Au>0,人门执行开门指令，直至完全打开，使△u=0；如合上关门开关，u1=u下，Au=O,大门不动作。2）控制系统方框图开关位置指令ul被控最（
2、人1-8操作机器人手臂丁•作原理，简述T作原理并训出系统方框图.解：1）工作原理：当主动手手爪转过一个角度q时，检测电位计a输出一电压vi,而电位计B检测从动手手爪的转动角度位置％，输出一电压V2,当主动手手爪转过角度仇和从动手手爪的转动角度©相同时，V1=V2,反映主、从动手手爪位置偏差的电压信号%为零，此时电机停止使从动手手爪停在正确的位置。当主动手手爪产生新的动作吋，VI电压发生变化，位宜偏差的电压信号£=%-匕不等于零，提供放大器后，带动电机转到，从而带动从动手手爪转到，从动手手爪转到正确位宜厉，电位计B的输出电压与电位计A的输出电压相同，即反映主、从动手手爪位置偏差的电
3、压信号幺二岭-％为零，电机停止，从动手手爪停在正确的位置。2）系统方框图见下图第二章1-2求图所示机械系统微分方程式.F是输入量，位移Yl,Y2是输出最m质最,B解：a）质量块ml的微分方程：atdr质量块m2的微分方程:2clt^b）质量块ml的微分方程：g唸+呻号）+,严dt2质量块m2的微分方私*2)‘2+心2dt+m2dt2kg-x)=B(——at1-3求机械系统的微分方程和传递函数.解:a）微分方程:拉氏变换：k(X-(5)-X(s))=Bs(X(s)一X0(s))Bs(X(s)-X0(s))=k2X0(s)传递函数G(s)=空斗=爲X,($)B(l+%尢+心b）微
4、分方程:人(旺一兀0)+8()=k2x0拉氏变换：k、(Xj(s)一X°($))+Bs(Xi(s)一X0U))=k2XQ(s)传递函数G（s）=兰竺=-勺+&'-Xf（$）k2+k}+Bs2-5己知系统的微分方程，试求出传递函数解:1）拉氏变换：s3Xq（5）4-15j2X0（5）4-50sXq（s）+500Xo（5）=52X,s）+2X「（s）传递函数G(沪鴿=宀总眾+5003)拉氏变换：FX。⑶+25Xu(s)=().5X,s)传递函数呦=希=0.5芒+252-7系统控制方椎图如题2.7所示，求传递函数Xo(s)/Xi(s),Xo(s)/N(s)解：a)当只有输入信号作用时，
5、系统方框图可简化为：进一步简化斤的方框图:进一步简化片的方框图:输入信号作川卜-的传递两数:X°G)X,.(5)G1G2%*G3R2+G2H3)G1G2G31+GlG2G^+G3H2+G2H3)H11+G3H2+G2H3+G1G2G3H1b)同理，可通过方框图的简化求出只在扰动信号作川下的传递两数：(略)%o(£)G3+G3G2H3N(s)一1+G3H2+G2H3+GIG2G3H12-8利用方框图简化的方法，试求2.8所示的控制系统的函数.a)进一步简化(白己画方框图)后可得到：等效传递两数为：G(s)=((Gl+G4)G2+G3G4)G3b)简化dll、J、j应传递内数为：G(
6、s)-RlR2ciC2s2+(/?1C1+R2C2+R2Cl)s+1c)G1G2G3与H1H2组成正反馈，G4/G1G23GY-与单位冋路纟H.成并联，最后是负反馈.得到等效传递函数为：G（二S）=G1G2G3+G4'一X£s）一1-G1G2G3H1H2+G1G2G3+G4第三章2-1已知单位反馈系统的开环函数G(s)=K/(Ts+l),求(l)K=20,T=0.2;(2)k=16,T=0.1;⑶K=2.5,T=1的单位阶跃响应，分析K,T对系统性能的影响.解:闭环传递函数0($)=G(s)1+G")K+Ts+K输出信号的拉氏变换为:Ks(+Ts+K)AR对上式进行部分分式展
7、开・「+市石③比校②®式得到：A=K/1+K；B=-KT/1+KKr所以输出信号为：x0(r)=——(1一£7)01+K(1)x0(r)=0.952(1-e_,05z)(2兀曲)=0.615(1—訂引)(3兀⑴=0.714(1-严)分析：当K值增人时，系统的响应快速性提高；T值增大时，系统的惯性减小，系统的响应快速性也提高。1-4由实验测得二阶系统的单位阶跃响应曲线Xo⑴如题所示，确定参数Wn及解：由图得到超调量为Mp=1.3-1.0=0.3=30%,峰值时间tp=().Ls-而
