第6章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、6.1 6.1 控制系統(tǒng)概述控制系統(tǒng)概述1 1、控制系統(tǒng)的地位、控制系統(tǒng)的地位 控制系統(tǒng)是機(jī)電一體化產(chǎn)品最重要的組成部分，控制系統(tǒng)是機(jī)電一體化產(chǎn)品最重要的組成部分，相當(dāng)于人的相當(dāng)于人的“大腦大腦”，實(shí)現(xiàn)控制及信息處理功能。，實(shí)現(xiàn)控制及信息處理功能。 2 2、對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求：、對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求： 是要求系統(tǒng)有一定的響應(yīng)速度。是要求系統(tǒng)有一定的響應(yīng)速度。 即要求輸出量能迅速地根據(jù)輸入信號(hào)的變化而變化。即要求輸出量能迅速地根據(jù)輸入信號(hào)的變化而變化。 是表示系統(tǒng)控制精度的性能指標(biāo)。是表示系統(tǒng)控制精度的性能指標(biāo)。 要求在輸入信號(hào)作用下，當(dāng)其處于穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)要求在輸入信號(hào)作用下，當(dāng)其處于穩(wěn)態(tài)

2、狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)輸出值與理想值之間的差異較小，即誤差要小。輸出值與理想值之間的差異較小，即誤差要小。 是系統(tǒng)能交付使用的首要條件。是系統(tǒng)能交付使用的首要條件。 兩方面的含義，一是絕對(duì)穩(wěn)定性；兩方面的含義，一是絕對(duì)穩(wěn)定性； 另一方面是相對(duì)穩(wěn)定性。另一方面是相對(duì)穩(wěn)定性。3 3、控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成、控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對(duì)象被控對(duì)象傳感器傳感器給定值給定值偏差偏差控制器控制器 輸出輸出操縱操縱變量變量被控變量被控變量測(cè)量值測(cè)量值-+干擾干擾 控制系統(tǒng)是由控制裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控控制系統(tǒng)是由控制裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控對(duì)象、檢測(cè)裝置所構(gòu)成的有機(jī)整體。對(duì)象、檢測(cè)裝置所構(gòu)成的有機(jī)整體。4

3、4、控制系統(tǒng)的分類、控制系統(tǒng)的分類1）按照有無檢測(cè)反饋裝置分：）按照有無檢測(cè)反饋裝置分：控制器控制器被控對(duì)象被控對(duì)象傳感器傳感器輸入輸入偏差偏差輸出輸出測(cè)量值測(cè)量值-+控制器控制器被控對(duì)象被控對(duì)象輸入輸入輸出輸出開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)，是選擇開環(huán)控制還是閉設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)，是選擇開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，應(yīng)根據(jù)對(duì)控制精度的要求以及條件的可環(huán)控制，應(yīng)根據(jù)對(duì)控制精度的要求以及條件的可行性而定。行性而定。開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)例：普通電風(fēng)扇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)例：普通電風(fēng)扇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)被控對(duì)象被控對(duì)象被控量被控量 控制量控制量 電風(fēng)扇電風(fēng)扇電風(fēng)扇輸出

4、的風(fēng)速電風(fēng)扇輸出的風(fēng)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速案例：電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)案例：電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求： 電吹風(fēng)能根據(jù)不同的檔位（如冷風(fēng)電吹風(fēng)能根據(jù)不同的檔位（如冷風(fēng)檔、熱風(fēng)檔）輸出不同種類的風(fēng)。檔、熱風(fēng)檔）輸出不同種類的風(fēng)。設(shè)計(jì)分析：設(shè)計(jì)分析：被控對(duì)象被控對(duì)象被控量被控量控制量控制量干擾因素干擾因素電吹風(fēng)裝置，電吹風(fēng)裝置，風(fēng)的速度和溫度，風(fēng)的速度和溫度，電機(jī)的電壓，電機(jī)的電壓，環(huán)境溫度、電源電壓的波動(dòng)等。環(huán)境溫度、電源電壓的波動(dòng)等。 吹風(fēng)的檔位，通過設(shè)定電機(jī)的電壓和電熱絲的阻值，吹風(fēng)的檔位，通過設(shè)定電機(jī)的電壓和電熱絲的阻值，輸出所需的熱風(fēng)。輸出所需的熱風(fēng)。 電吹風(fēng)的控制工作過程：電

5、吹風(fēng)的控制工作過程： 通過電熱絲通電產(chǎn)生熱量，電機(jī)帶動(dòng)小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，通過電熱絲通電產(chǎn)生熱量，電機(jī)帶動(dòng)小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，將熱擴(kuò)散出去。將熱擴(kuò)散出去。設(shè)定電吹設(shè)定電吹風(fēng)的檔位風(fēng)的檔位電機(jī)、風(fēng)扇、電機(jī)、風(fēng)扇、電熱絲電熱絲風(fēng)的速度風(fēng)的速度和溫度和溫度方案構(gòu)思：方案構(gòu)思： 選擇開環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制要求。選擇開環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制要求。 確定設(shè)計(jì)方案后，畫出必要的電路圖，選擇適當(dāng)確定設(shè)計(jì)方案后，畫出必要的電路圖，選擇適當(dāng)?shù)脑团浼脑团浼? ,進(jìn)行組裝進(jìn)行組裝, ,調(diào)試。調(diào)試。1 1、閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是穩(wěn)定的。、閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是穩(wěn)定的。 當(dāng)干擾因素出現(xiàn)時(shí)，輸出量發(fā)生偏離，系統(tǒng)

6、通當(dāng)干擾因素出現(xiàn)時(shí)，輸出量發(fā)生偏離，系統(tǒng)通過動(dòng)態(tài)調(diào)整使被控量回到平衡狀態(tài)。過動(dòng)態(tài)調(diào)整使被控量回到平衡狀態(tài)。2 2、控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求。、控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求。 即系統(tǒng)的輸出量與給定值之差應(yīng)控制在允許的即系統(tǒng)的輸出量與給定值之差應(yīng)控制在允許的范圍之內(nèi)。范圍之內(nèi)。3 3、閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。、閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。抽水馬桶水箱的自動(dòng)控制系統(tǒng)抽水馬桶水箱的自動(dòng)控制系統(tǒng)2）按照信號(hào)處理技術(shù)分類）按照信號(hào)處理技術(shù)分類 分為分為模擬控制系統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)和和數(shù)字控制系統(tǒng)數(shù)字控制系統(tǒng)。 模擬控制系統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)是采用模擬技術(shù)處理控制信號(hào)；是采用模擬技術(shù)處理控制信

7、號(hào)；數(shù)字控制系統(tǒng)數(shù)字控制系統(tǒng)是采用數(shù)字技術(shù)處理控制信號(hào)。是采用數(shù)字技術(shù)處理控制信號(hào)。 現(xiàn)許多控制系統(tǒng)都采用微機(jī)直接作為控制器，現(xiàn)許多控制系統(tǒng)都采用微機(jī)直接作為控制器，負(fù)責(zé)采集信號(hào)、運(yùn)算及產(chǎn)生控制指令等。負(fù)責(zé)采集信號(hào)、運(yùn)算及產(chǎn)生控制指令等。 機(jī)電系統(tǒng)常是連續(xù)的物理過程，而微機(jī)只能機(jī)電系統(tǒng)常是連續(xù)的物理過程，而微機(jī)只能處理離散的數(shù)字信號(hào)，二者之間必須通過采樣器處理離散的數(shù)字信號(hào)，二者之間必須通過采樣器和數(shù)據(jù)保持器連接。和數(shù)據(jù)保持器連接。3）按照工作原理分類）按照工作原理分類 可分為可分為調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、跟蹤系統(tǒng)跟蹤系統(tǒng)和和過程控制系統(tǒng)。過程控制系統(tǒng)。 調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是在控制單元作用下使被控變量

8、保是在控制單元作用下使被控變量保持常數(shù)，其輸入是它的設(shè)定點(diǎn)。持常數(shù)，其輸入是它的設(shè)定點(diǎn)。 跟蹤系統(tǒng)跟蹤系統(tǒng)是保持其被控變量盡可能接近時(shí)變是保持其被控變量盡可能接近時(shí)變的指令值。的指令值。 如數(shù)控機(jī)床的刀具必須跟蹤給定的路徑，以加如數(shù)控機(jī)床的刀具必須跟蹤給定的路徑，以加工出合適形狀的零件。工出合適形狀的零件。 伺服系統(tǒng)就是以位移、速度或加速度等作為被伺服系統(tǒng)就是以位移、速度或加速度等作為被控變量的跟蹤系統(tǒng)。控變量的跟蹤系統(tǒng)。 過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng) 以表征生產(chǎn)過程的參量為被控制量，使以表征生產(chǎn)過程的參量為被控制量，使之接近給定值或保持在給定范圍內(nèi)。之接近給定值或保持在給定范圍內(nèi)。 過程控制系統(tǒng)

9、通常采用閉環(huán)反饋控制的形過程控制系統(tǒng)通常采用閉環(huán)反饋控制的形式，這是過程控制的主要方式。式，這是過程控制的主要方式。 表征過程的主要參量有溫度、壓力、流量、表征過程的主要參量有溫度、壓力、流量、液位、成份、濃度等。液位、成份、濃度等。4）按給定信號(hào)的特點(diǎn)分類）按給定信號(hào)的特點(diǎn)分類 (1)(1)恒值控制系統(tǒng)恒值控制系統(tǒng) 在控制過程中，要求被控變量保持在恒定值，在控制過程中，要求被控變量保持在恒定值，則需要采用恒值控制系統(tǒng)。則需要采用恒值控制系統(tǒng)。 (2)(2)程序控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng) 系統(tǒng)給定值是變化的，但它是一個(gè)已知的系統(tǒng)給定值是變化的，但它是一個(gè)已知的時(shí)間函數(shù)，或按預(yù)定的規(guī)律變化。如熱處理的

10、溫時(shí)間函數(shù)，或按預(yù)定的規(guī)律變化。如熱處理的溫度控制、數(shù)控程序加工。度控制、數(shù)控程序加工。 (3) (3) 隨動(dòng)控制系統(tǒng)隨動(dòng)控制系統(tǒng) 給定信號(hào)不僅在不斷地變化，且這種變化給定信號(hào)不僅在不斷地變化，且這種變化不是預(yù)先規(guī)定好的，即給定信號(hào)是按未知規(guī)律不是預(yù)先規(guī)定好的，即給定信號(hào)是按未知規(guī)律變化的任意函數(shù)。變化的任意函數(shù)。 隨動(dòng)系統(tǒng)的根本任務(wù)就是能夠自動(dòng)地、連續(xù)隨動(dòng)系統(tǒng)的根本任務(wù)就是能夠自動(dòng)地、連續(xù)地、精確地復(fù)現(xiàn)給定信號(hào)的變化規(guī)律。地、精確地復(fù)現(xiàn)給定信號(hào)的變化規(guī)律。 比如顯示記錄儀表采用的自動(dòng)平衡電位計(jì)比如顯示記錄儀表采用的自動(dòng)平衡電位計(jì)伺服系統(tǒng)、雷達(dá)天線伺服系統(tǒng)等，都是隨動(dòng)系伺服系統(tǒng)、雷達(dá)天線伺服系

11、統(tǒng)等，都是隨動(dòng)系統(tǒng)的一些例子。統(tǒng)的一些例子。5 5、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本過程和內(nèi)容控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本過程和內(nèi)容 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有： 采用何種控制方式，開環(huán)還是閉環(huán)；采用何種控制方式，開環(huán)還是閉環(huán)； 選擇觀測(cè)點(diǎn)、被測(cè)量和傳感器；選擇觀測(cè)點(diǎn)、被測(cè)量和傳感器； 考慮控制單元在整個(gè)系統(tǒng)的作用，是設(shè)定計(jì)考慮控制單元在整個(gè)系統(tǒng)的作用，是設(shè)定計(jì)算、直接控制還是數(shù)據(jù)處理；算、直接控制還是數(shù)據(jù)處理； 控制單元承擔(dān)那些任務(wù)，應(yīng)具備哪些功能，控制單元承擔(dān)那些任務(wù)，應(yīng)具備哪些功能，需哪些輸入需哪些輸入/ /輸出通道，配備哪些外圍設(shè)備或接輸出通道，配備哪些外圍設(shè)備或接口硬件等；口硬件等； 畫出控制系統(tǒng)組

12、成的初步框圖。畫出控制系統(tǒng)組成的初步框圖。 1 1具有完善的輸入輸出通道。具有完善的輸入輸出通道。 包括模擬量、數(shù)字量及開關(guān)量輸入輸出通道，這包括模擬量、數(shù)字量及開關(guān)量輸入輸出通道，這是計(jì)算機(jī)有效發(fā)揮其控制功能的重要保證。是計(jì)算機(jī)有效發(fā)揮其控制功能的重要保證。2 2具有實(shí)時(shí)控制功能。具有實(shí)時(shí)控制功能。3 3由于控制規(guī)律是用軟件實(shí)現(xiàn)的，因而變動(dòng)一個(gè)控制由于控制規(guī)律是用軟件實(shí)現(xiàn)的，因而變動(dòng)一個(gè)控制規(guī)律，一般只需要修改軟件即可。規(guī)律，一般只需要修改軟件即可。4 4微機(jī)控制系統(tǒng)中，由于計(jì)算機(jī)具有高速的運(yùn)算處理微機(jī)控制系統(tǒng)中，由于計(jì)算機(jī)具有高速的運(yùn)算處理能力，一個(gè)控制計(jì)算機(jī)經(jīng)常同時(shí)控制多個(gè)回路。能力，一

13、個(gè)控制計(jì)算機(jī)經(jīng)常同時(shí)控制多個(gè)回路。5 5可靠性高，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，以保證在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)可靠性高，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，以保證在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的要求。用的要求。一、機(jī)電系統(tǒng)中控制的主要任務(wù)一、機(jī)電系統(tǒng)中控制的主要任務(wù) 6.46.4 機(jī)電系統(tǒng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定機(jī)電系統(tǒng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定 ； 根據(jù)任務(wù)要求，就需：根據(jù)任務(wù)要求，就需： 二、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的概念二、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的概念 運(yùn)動(dòng)規(guī)律是對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的描述，運(yùn)動(dòng)規(guī)律是對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的描述，不論運(yùn)動(dòng)規(guī)律如何復(fù)雜，都有共性一面，即都可用矢量形式來不論運(yùn)動(dòng)規(guī)律如何復(fù)雜，都有共性一面，即都可用矢量形式來描述。描述。 位置矢量位置矢量

14、ieryixz 速度矢量速度矢量ieirryixzv)( 加速度矢量加速度矢量運(yùn)動(dòng)突跳（運(yùn)動(dòng)突跳（jerkjerk） 運(yùn)動(dòng)急跳運(yùn)動(dòng)急跳(quirk)(quirk)zvaJ vaJQ zva 常用運(yùn)動(dòng)曲線研究運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用運(yùn)動(dòng)曲線研究運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1 1）位移隨時(shí)間的變化）位移隨時(shí)間的變化y=y(ty=y(t) )，用位移運(yùn)動(dòng)曲線表示。，用位移運(yùn)動(dòng)曲線表示。 2 2）運(yùn)動(dòng)曲線的性質(zhì)：）運(yùn)動(dòng)曲線的性質(zhì)： 位移是時(shí)間的單值函數(shù)；位移是時(shí)間的單值函數(shù)； 位移是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)，可以微分；位移是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)，可以微分； 在時(shí)間上具有不可逆性，過去的狀態(tài)影響未來，未來在時(shí)間上具有不可逆性，過去的狀態(tài)影響未來，未

15、來狀態(tài)對(duì)過去沒有影響。狀態(tài)對(duì)過去沒有影響。運(yùn)動(dòng)曲線包括運(yùn)動(dòng)曲線包括速度運(yùn)動(dòng)曲線速度運(yùn)動(dòng)曲線加速度運(yùn)動(dòng)曲線加速度運(yùn)動(dòng)曲線突跳運(yùn)動(dòng)曲線突跳運(yùn)動(dòng)曲線急跳運(yùn)動(dòng)曲線急跳運(yùn)動(dòng)曲線位移運(yùn)動(dòng)曲線位移運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)曲線可分為三種類型：運(yùn)動(dòng)曲線可分為三種類型：雙停留曲線：雙停留曲線：“停停升升停停回回”，如凸輪曲線，如凸輪曲線， 或或“停停升升停?！保玳g歇傳動(dòng)。，如間歇傳動(dòng)。單停留曲線：?jiǎn)瓮Ａ羟€：“停停升升回回”，如滑塊運(yùn)動(dòng)。，如滑塊運(yùn)動(dòng)。無停留曲線：無停留曲線：“升升回回”，如四連桿和曲柄滑塊運(yùn)動(dòng)。，如四連桿和曲柄滑塊運(yùn)動(dòng)。 一般，主要研究運(yùn)動(dòng)曲線中隨時(shí)間變化的升、回段，一般，主要研究運(yùn)動(dòng)曲線中隨時(shí)間變化的升

16、、回段，只有在動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，才考慮停留段。只有在動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，才考慮停留段。三、運(yùn)動(dòng)曲線的無因次表示和特性值三、運(yùn)動(dòng)曲線的無因次表示和特性值1 1、無因次表示：、無因次表示： 為研究方便，引入無因次時(shí)間和無因次位移（或速度等），為研究方便，引入無因次時(shí)間和無因次位移（或速度等），其定義如下：其定義如下：T = t / thY = y / h （當(dāng)t=0時(shí)，位移為0，t=th時(shí)，位移為h） 無因次曲線表達(dá)式可以寫成以下形式：10,10)(YTTYY定義： 無因次運(yùn)動(dòng)量實(shí)際上是運(yùn)動(dòng)量瞬時(shí)真值與平均值之比，故有時(shí)把其稱為位移系數(shù)、速度系數(shù)、加速度系數(shù)等。2 2、運(yùn)動(dòng)曲線的特性值、運(yùn)動(dòng)曲線的特性值 運(yùn)

17、動(dòng)曲線的運(yùn)動(dòng)曲線的v v、a a、j j等的最大值在運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析中，等的最大值在運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析中，有各自重要的含義：有各自重要的含義： 最大速度最大速度v vm m由于由于m m與與v v之積是動(dòng)量，從安全角度考慮，特別是重載或大質(zhì)量之積是動(dòng)量，從安全角度考慮，特別是重載或大質(zhì)量系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)采用系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)采用v vm m較小的運(yùn)動(dòng)曲線。較小的運(yùn)動(dòng)曲線。 最大加速度最大加速度a am m 由于由于m m與與a a之積是慣性力，也稱之為動(dòng)載荷，動(dòng)載荷大之積是慣性力，也稱之為動(dòng)載荷，動(dòng)載荷大, ,使機(jī)構(gòu)使機(jī)構(gòu)受力增大，振動(dòng)增加，影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度。受力增大，振動(dòng)增加，影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度。 最大突

18、跳最大突跳J Jm m表示了加速度曲線表示了加速度曲線a(Ta(T) )的斜率，與從動(dòng)件的振動(dòng)關(guān)系很大，在高的斜率，與從動(dòng)件的振動(dòng)關(guān)系很大，在高速機(jī)構(gòu)中，防止產(chǎn)生過大振動(dòng)，應(yīng)當(dāng)采用速機(jī)構(gòu)中，防止產(chǎn)生過大振動(dòng)，應(yīng)當(dāng)采用J Jm m較小的運(yùn)動(dòng)曲線。較小的運(yùn)動(dòng)曲線。四、判別執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度類型的準(zhǔn)則四、判別執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度類型的準(zhǔn)則 1 1）最簡(jiǎn)單的工程判別準(zhǔn)則最簡(jiǎn)單的工程判別準(zhǔn)則：按運(yùn)動(dòng)規(guī)律在第幾：按運(yùn)動(dòng)規(guī)律在第幾階導(dǎo)數(shù)上出現(xiàn)間斷或跳躍來判斷。階導(dǎo)數(shù)上出現(xiàn)間斷或跳躍來判斷。 設(shè)運(yùn)動(dòng)曲線在設(shè)運(yùn)動(dòng)曲線在 Y Y(p(p) )上出現(xiàn)不連續(xù)，則可通過上出現(xiàn)不連續(xù)，則可通過p p值判定機(jī)構(gòu)速度類型：值判定機(jī)構(gòu)速度類

19、型：P=2 P=2 低速機(jī)構(gòu)低速機(jī)構(gòu)P=3P=3： 中速機(jī)構(gòu)中速機(jī)構(gòu)P=4P=4： 高速機(jī)構(gòu)高速機(jī)構(gòu)這一準(zhǔn)則只考慮了運(yùn)動(dòng)學(xué)因素，未考慮機(jī)構(gòu)的質(zhì)量、這一準(zhǔn)則只考慮了運(yùn)動(dòng)學(xué)因素，未考慮機(jī)構(gòu)的質(zhì)量、剛度等動(dòng)力學(xué)因素作用。剛度等動(dòng)力學(xué)因素作用。 2 2）較合理的判別準(zhǔn)則較合理的判別準(zhǔn)則： 既考慮機(jī)構(gòu)的角速度既考慮機(jī)構(gòu)的角速度d d，又考慮機(jī)構(gòu)的固有，又考慮機(jī)構(gòu)的固有頻率頻率n n ，即滿足，即滿足 d d/n n = 10 = 10-d-d。 判定準(zhǔn)則是：判定準(zhǔn)則是： 式中：式中：d d的大小表明了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度偏離其固有頻的大小表明了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度偏離其固有頻率的程度，偏離越大，遠(yuǎn)離共振的峰值越遠(yuǎn)，

20、動(dòng)力扭曲率的程度，偏離越大，遠(yuǎn)離共振的峰值越遠(yuǎn)，動(dòng)力扭曲變形越小，因此該準(zhǔn)則反映了動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的實(shí)際情況。變形越小，因此該準(zhǔn)則反映了動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的實(shí)際情況。d=3 d=3 低速機(jī)構(gòu)低速機(jī)構(gòu)d=2d=2： 中速機(jī)構(gòu)中速機(jī)構(gòu)d=1d=1： 高速機(jī)構(gòu)高速機(jī)構(gòu) 一根軸上安裝有多個(gè)凸輪，每個(gè)凸輪作為一個(gè)執(zhí)一根軸上安裝有多個(gè)凸輪，每個(gè)凸輪作為一個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。行構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。 利用曲柄的錯(cuò)位使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定順序進(jìn)行動(dòng)作。利用曲柄的錯(cuò)位使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定順序進(jìn)行動(dòng)作。 為了使機(jī)電設(shè)備中各個(gè)工序按一定順序進(jìn)行，需配備為了使機(jī)電設(shè)備中各個(gè)工序按一定順序進(jìn)行，需配備專門的控制系統(tǒng)。專門的控制系統(tǒng)。 分為可兩

21、種類型：一是機(jī)械控制方式，二是電子控制分為可兩種類型：一是機(jī)械控制方式，二是電子控制方式，常用的有以下幾種形式：方式，常用的有以下幾種形式：1 1、機(jī)械控制的基本類型、機(jī)械控制的基本類型五、機(jī)械控制的基本類型和原則五、機(jī)械控制的基本類型和原則 利用行程開關(guān)的接通與關(guān)閉，以及改變電磁繼電器（或電磁利用行程開關(guān)的接通與關(guān)閉，以及改變電磁繼電器（或電磁鐵等）通停電時(shí)間的長(zhǎng)短，來控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定順序動(dòng)作。鐵等）通停電時(shí)間的長(zhǎng)短，來控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定順序動(dòng)作。 利用可編程控制器（利用可編程控制器（PLCPLC），通過編制梯形圖（類似繼電），通過編制梯形圖（類似繼電器邏輯電路圖），在其內(nèi)部存儲(chǔ)用戶指

22、令，通過數(shù)字或模擬輸器邏輯電路圖），在其內(nèi)部存儲(chǔ)用戶指令，通過數(shù)字或模擬輸入、輸出來控制各種的機(jī)械過程。入、輸出來控制各種的機(jī)械過程。 對(duì)所選的執(zhí)行機(jī)構(gòu)作運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，注意其動(dòng)作形式對(duì)所選的執(zhí)行機(jī)構(gòu)作運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，注意其動(dòng)作形式（直線、旋轉(zhuǎn)；連續(xù)、間歇、步進(jìn)等）及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特（直線、旋轉(zhuǎn)；連續(xù)、間歇、步進(jìn)等）及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)。還要進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，考慮運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，速度、加點(diǎn)。還要進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，考慮運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，速度、加速度變化的要求、剛度的大小、質(zhì)量或轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、阻尼速度變化的要求、剛度的大小、質(zhì)量或轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、阻尼等因素。等因素。2 2、選擇控制形式的基本原則、選擇控制形式的基本原則選擇何種控制型式，要綜合考慮，通常的原則如下：選擇何種控制型式，要綜合考慮，通常的原則如下： 一、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的作用一、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的作用 機(jī)電設(shè)備中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)具有一定的規(guī)律性，且機(jī)電設(shè)備中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)具有一定的規(guī)律性，且運(yùn)動(dòng)位移、速度等參數(shù)做周期性重復(fù)，構(gòu)成一個(gè)運(yùn)動(dòng)循運(yùn)動(dòng)位移、速度等參數(shù)做周期性重復(fù)，構(gòu)成一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。運(yùn)動(dòng)循環(huán)可用運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖表示，其作用在于：環(huán)。