機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件

第四章機(jī)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型及傳遞函數(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理簡(jiǎn)化圖機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程和傳遞函數(shù)第四章機(jī)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型及傳遞函數(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理簡(jiǎn)化圖機(jī)電1第一節(jié)機(jī)電系統(tǒng)原理簡(jiǎn)化圖機(jī)電系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)必須包括以下三方面內(nèi)容：（1）系統(tǒng)的物理描述；（2）系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程的推導(dǎo)；（3）符合所關(guān)心的運(yùn)動(dòng)條件的方程解。1、元件方程（1）系統(tǒng)元件的分類a.能源（力、電壓或電流）；b.能量?jī)?chǔ)存元件（質(zhì)量、慣量、彈簧；電容電壓、電感電流）；c.能量消耗元件（阻尼、電阻）；d.能量變換元件（電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)）；e.能量傳輸和調(diào)節(jié)元件（傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、導(dǎo)線、增力機(jī)構(gòu)、放大器等）。第一節(jié)機(jī)電系統(tǒng)原理簡(jiǎn)化圖機(jī)電系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)必須包括以下三方2機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件3機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件4機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件52、機(jī)電系統(tǒng)元件的連接原則電的系統(tǒng)（電網(wǎng)絡(luò)）

機(jī)械系統(tǒng)（機(jī)械網(wǎng)絡(luò)）

電的系統(tǒng)（電網(wǎng)絡(luò)）2、機(jī)電系統(tǒng)元件的連接原則電的系統(tǒng)（電網(wǎng)絡(luò)）機(jī)械6機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件7機(jī)械網(wǎng)絡(luò)(機(jī)械系統(tǒng))(1)達(dá)朗貝爾原理

含義:作用在物體上的全部力平衡且總和為零.機(jī)械網(wǎng)絡(luò)(機(jī)械系統(tǒng))(1)達(dá)朗貝爾原理8（2）空間連續(xù)律

含義:繞任意一個(gè)機(jī)械回路的全部位移或速度和必須為零.（2）空間連續(xù)律

含義:繞任意一個(gè)機(jī)械回路的全部位移或速度和9電網(wǎng)絡(luò)與機(jī)械網(wǎng)絡(luò)的相似性（1）電網(wǎng)絡(luò)機(jī)械網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)絡(luò)機(jī)械網(wǎng)絡(luò)當(dāng)電流i相似于F時(shí)當(dāng)電壓V相似于F時(shí)電網(wǎng)絡(luò)與機(jī)械網(wǎng)絡(luò)的相似性（1）電網(wǎng)絡(luò)機(jī)械網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)絡(luò)機(jī)械網(wǎng)絡(luò)當(dāng)10機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件11電網(wǎng)絡(luò)與機(jī)械網(wǎng)絡(luò)的相似(3）電網(wǎng)絡(luò)與機(jī)械網(wǎng)絡(luò)的相似(3）123、機(jī)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖機(jī)電耦合系統(tǒng)中第K個(gè)機(jī)械節(jié)點(diǎn)的平衡力為：

式中正負(fù)號(hào)的解釋：彈簧力、慣性力相當(dāng)于阻力；外加的機(jī)械力、機(jī)電耦合場(chǎng)的作用力相當(dāng)于主動(dòng)力。3、機(jī)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖機(jī)電耦合系統(tǒng)中第K個(gè)機(jī)械節(jié)點(diǎn)的平衡力為：13機(jī)電系統(tǒng)簡(jiǎn)化圖機(jī)電系統(tǒng)簡(jiǎn)化圖14第二節(jié)機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程與傳遞函數(shù)電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)變換器相連的系統(tǒng)方程(1)機(jī)械網(wǎng)絡(luò)第二節(jié)機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程與傳遞函數(shù)電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)變換器相連15機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件16機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件17機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件18（2）電氣網(wǎng)絡(luò)（2）電氣網(wǎng)絡(luò)19對(duì)以上兩式進(jìn)行拉氏變換：

對(duì)以上兩式進(jìn)行拉氏變換：20由此可作出，輸入、輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)方塊圖：由此可作出，輸入、輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)方塊圖：21機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件22機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件23機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件24機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件25第四章本章習(xí)題與思考題1、舉例說(shuō)明機(jī)電系統(tǒng)的能量元件及其組成。2、機(jī)電系統(tǒng)的連接原則有哪幾條，每條各舉一實(shí)例說(shuō)明。第四章本章習(xí)題與思考題1、舉例說(shuō)明機(jī)電系統(tǒng)的能量元件及其26第七章機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、常用低壓電器元件的工作原理及用途

如：主令電器（按鈕、行程開(kāi)關(guān)、主令控制器、接近開(kāi)關(guān)），刀開(kāi)關(guān)、熔斷器、繼電器（電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器、熱繼電器）、接觸器、自動(dòng)開(kāi)關(guān)（或空開(kāi)）第七章機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、常用低壓電器元件的工作原272、電動(dòng)機(jī)的各種典型控制線路直接起動(dòng)、串電阻降壓起動(dòng)、串自耦變壓器起動(dòng)、Y-Δ換接起動(dòng)、延邊三角形起動(dòng)、反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)。3、電動(dòng)機(jī)的速度控制系統(tǒng)電壓負(fù)反饋、電流正反饋、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋、電壓負(fù)反饋及電流正反饋、帶PI調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速反饋。2、電動(dòng)機(jī)的各種典型控制線路直接起動(dòng)、28第四章機(jī)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型及傳遞函數(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理簡(jiǎn)化圖機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程和傳遞函數(shù)第四章機(jī)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型及傳遞函數(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理簡(jiǎn)化圖機(jī)電29第一節(jié)機(jī)電系統(tǒng)原理簡(jiǎn)化圖機(jī)電系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)必須包括以下三方面內(nèi)容：（1）系統(tǒng)的物理描述；（2）系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程的推導(dǎo)；（3）符合所關(guān)心的運(yùn)動(dòng)條件的方程解。1、元件方程（1）系統(tǒng)元件的分類a.能源（力、電壓或電流）；b.能量?jī)?chǔ)存元件（質(zhì)量、慣量、彈簧；電容電壓、電感電流）；c.能量消耗元件（阻尼、電阻）；d.能量變換元件（電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)）；e.能量傳輸和調(diào)節(jié)元件（傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、導(dǎo)線、增力機(jī)構(gòu)、放大器等）。第一節(jié)機(jī)電系統(tǒng)原理簡(jiǎn)化圖機(jī)電系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)必須包括以下三方30機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件31機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件32機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件332、機(jī)電系統(tǒng)元件的連接原則電的系統(tǒng)（電網(wǎng)絡(luò)）

機(jī)械系統(tǒng)（機(jī)械網(wǎng)絡(luò)）

電的系統(tǒng)（電網(wǎng)絡(luò)）2、機(jī)電系統(tǒng)元件的連接原則電的系統(tǒng)（電網(wǎng)絡(luò)）機(jī)械34機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件35機(jī)械網(wǎng)絡(luò)(機(jī)械系統(tǒng))(1)達(dá)朗貝爾原理

含義:作用在物體上的全部力平衡且總和為零.機(jī)械網(wǎng)絡(luò)(機(jī)械系統(tǒng))(1)達(dá)朗貝爾原理36（2）空間連續(xù)律

含義:繞任意一個(gè)機(jī)械回路的全部位移或速度和必須為零.（2）空間連續(xù)律

含義:繞任意一個(gè)機(jī)械回路的全部位移或速度和37電網(wǎng)絡(luò)與機(jī)械網(wǎng)絡(luò)的相似性（1）電網(wǎng)絡(luò)機(jī)械網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)絡(luò)機(jī)械網(wǎng)絡(luò)當(dāng)電流i相似于F時(shí)當(dāng)電壓V相似于F時(shí)電網(wǎng)絡(luò)與機(jī)械網(wǎng)絡(luò)的相似性（1）電網(wǎng)絡(luò)機(jī)械網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)絡(luò)機(jī)械網(wǎng)絡(luò)當(dāng)38機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件39電網(wǎng)絡(luò)與機(jī)械網(wǎng)絡(luò)的相似(3）電網(wǎng)絡(luò)與機(jī)械網(wǎng)絡(luò)的相似(3）403、機(jī)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖機(jī)電耦合系統(tǒng)中第K個(gè)機(jī)械節(jié)點(diǎn)的平衡力為：

式中正負(fù)號(hào)的解釋：彈簧力、慣性力相當(dāng)于阻力；外加的機(jī)械力、機(jī)電耦合場(chǎng)的作用力相當(dāng)于主動(dòng)力。3、機(jī)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)化圖機(jī)電耦合系統(tǒng)中第K個(gè)機(jī)械節(jié)點(diǎn)的平衡力為：41機(jī)電系統(tǒng)簡(jiǎn)化圖機(jī)電系統(tǒng)簡(jiǎn)化圖42第二節(jié)機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程與傳遞函數(shù)電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)變換器相連的系統(tǒng)方程(1)機(jī)械網(wǎng)絡(luò)第二節(jié)機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程與傳遞函數(shù)電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)變換器相連43機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件44機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件45機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件46（2）電氣網(wǎng)絡(luò)（2）電氣網(wǎng)絡(luò)47對(duì)以上兩式進(jìn)行拉氏變換：

對(duì)以上兩式進(jìn)行拉氏變換：48由此可作出，輸入、輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)方塊圖：由此可作出，輸入、輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)方塊圖：49機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件50機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件51機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件52機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析第四章機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型課件53第四章本章習(xí)題與思考題1、舉例說(shuō)明機(jī)電系統(tǒng)的能量元件及其組成。2、機(jī)電系統(tǒng)的連接原則有哪幾條，每條各舉一實(shí)例說(shuō)明。第四章本章習(xí)題與思考題1、舉例說(shuō)明機(jī)電系統(tǒng)的能量元件及其54第七章機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、常用低壓電器元件的工作原理及用途

如：主令電器（按鈕、行程開(kāi)關(guān)、主令控制器、接近開(kāi)關(guān)），刀開(kāi)關(guān)、熔斷器、繼電器（電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器、熱繼電器）、接觸器、自動(dòng)開(kāi)關(guān)（或空開(kāi)）第七章機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、常用低壓電器元