控制工程-第二次课

第二次课

第一章 系统的数学模型

数学模型：所谓系统的数学模型就是描述系统输入输出关系的数学表达式。

§2.1 引言

一、系统的数学模型 微分方程 传递函数 状态方程 二、线性系统

如果系统的数学模型是线性的，这种系统称为线性系统。 判断下列系统是否为线性系统 1) 423+=x y

2)

x dt dx

y dt dy dt y d 36222+=++ 3) x y dt

dy

dt y d dt y d 46552

233=+++ 4) x xy x y ++=332

5)

x y dt

dy dt y d =++2

22)(线性系统最重要特性：满足叠加原理。 三、非线性系统

非线性系统最重要特性：不能应用叠加原理。

§2.2 线性微分方程式的建立

一、 步骤

1. 划分环节，确定每一环节的输入输出；

2. 列各环节微分方程；

3. 消中间变量；

4. 整理，化标准型。（输出左，输入右，各阶导数降幂排列） 二、 举例

1. 机械系统（牛顿、胡克） 1）平移系统

x(t)：外力；y(t)：位移

1）旋转系统

J ：转动惯量；f ：阻尼系数；k ：弹簧系数

1. 电气系统（基尔霍夫/克希霍夫、电磁感应）

)(t u i -输入电压；)(t u o -输出电压

消去中间变量1i ，2i ，3i ，得：

y(t)

)

t

)()()()()()(2212

1221t u R t u R R dt

t du L C R R dt t u d LC R i o o o =++++ 课堂练习：

某机械系统，x(t)为输入力，y(t)为输出位移，试列些该系统运动微分方程。

y(t)

§2.3 非线性系统的线性化（本节自学）

严格地说，一切系统都存在非线性因素，因而都是非线性系统。 对于非线性函数的线性化方法有两种。 忽略非线性因素 切线法（微小偏差法）

大气污染控制工程课设

1设计概况 煤作为我国常规主要能源之一的地位，在相当长的一段时间里都不会改变。煤通过燃烧和气化为人类提供能源和化工原料，但在应用过程中会排放大量的废水、废气和固相污染物，严重影响着人类赖以生存的环境与生态平衡。所以，煤总是和不清洁联系在一起。中国的电力结构中，燃煤发电一直占主导地位，比例约为77%，我国排放的SO2和NO x总量达4000万吨以上，源于燃煤的就占到85%和60%，所以对燃烧产生废气的治理是一项非常重要的任务，主要包括对废气进行脱硫、脱氮、除尘等过程[1]。 1.1烟尘治理 烟尘是指烟和尘的混合物，是造成空气污染的主要污染物之一。烟尘中大于10um粒径的称为降尘，10um以下的称为飘尘。排尘量的多少、粒径的大小，随排烟发生装置的类型、构造、原料、燃料的种类、燃烧方式和操作条件的不同，有显著的变化。防治烟尘对空气的污染，当通过工艺改革仍不能满足排放要求时，可采用净化装置把烟尘从烟气中分离并收集下来，这种装置称为除尘器。 除尘过程的机理是，将含尘气体引入具有一种或几种力作用的除尘器，使颗粒相对其运载气流产生一定的位移，并从气流中分离出来，最后沉降到捕集表面上。颗粒大小种类不同，所受作用力不同，颗粒动力学行为亦不同。颗粒捕集过程所要考虑的作用力有外力、流体阻力和颗粒间的相互作用力。外力一般包括重力、离心力、惯性力、静电力、磁力、热力、泳力等；颗粒间的相互作用力在颗粒浓度不是很高时是可以忽略的。 1.1.1烟尘排放标准 我国目前实施的控制空气污染的标准有：《大气环境质量标准》、《锅炉烟尘排放标准》和《工业企业设计卫生标准》。这三个标准把各种有害有毒物质，在车间、工作场所的最高容许浓度和排放到空气中的浓度，都做了具体的规定，是进行空气质量管理的重要依据。锅炉燃煤烟气烟尘可遵照锅炉大气污染物排放标准。 锅炉烟尘排放标准GB13271-2001（摘录）见表1-1[2]。

机械工程控制基础(第六版)公式

机械工程控制基础（第六版）公式 1.典型时间函数的拉氏变换以及拉氏变换的性质 22222 1 111[1];[()]1;[];[]![sin ];[cos ];[]at n n L L t L t L e S S S a w S n L wt L wt L t S w S W S δ+= ===-===++ ①延迟性质：[()].()as L f t a e F S --= ②复数域的位移性质：[()]()at L e f t F S a -=+ ③相似定理：1[()]()S L f at F a a = ④微分性质：()12'(1)[()][](0)(0)(0)n n n n n L f t S F S S f S f f -+-+-+=---- 当初始条件为零时：()[()][]n n L f t S F S = ⑤积分性质：(1)()1[()](0)F S L f t dt f S S -+= +? 初始条件为零时：() [()]F S L f t dt S =? ⑥初值定理：0 (0)lim ()lim ()s t f f t SF S + + →+∞ →==;⑦终值定理：0 lim ()lim ()t s f t SF S →+∞ →= 2.传递函数的典型环节及公式 ①比例环节K ；②积分环节 1S ；③微分环节S ；④惯性环节11TS +；⑤一阶微分环节1TS + ⑥振荡环节 22 121 T S TS ζ++；⑦二阶微分环节2221T S TS ζ++；⑧延时环节S e τ- ⑨开环传递函数()()H S G S ； 其中G(S)为向前通道传递函数，()H S 为反馈传递函数 闭环传递函数() ()1()() G S G S H S G S = +闭 ⑩梅逊公式n n n t T ∑?= ? ； 1231i j k i j k L L L ?=-∑+∑-∑+ 其中：T ——总传递函数 n t ——第n 条前向通路得传递函数； ?——信号流图的特征式 3.系统的瞬态响应及误差分析 ①一阶系统传递函数的标准式()1 K G S TS = +， K 一般取1 ②二阶系统传递函数的标准式222 1 ().2n n n w G S k S w S w ζ=++; K 一般取1 ③2 1d n w w ζ=-；其中ζ为阻尼比，n w 为无阻尼自然频率，d w 为阻尼自然频率

机械工程控制基础课后习题答案

1控制论的中心思想是什么？ 答：通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 2机械工程控制论的研究对象及任务是什么？ 答：对象：机械工程技术。任务：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出，并通过系统的输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析；（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使系统的输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最优控制；（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即最优设计；（4）当输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此及系统识别或系统辨识；（5）当系统已定，输出已知时，以识别输入或输入中的有关信息，此即滤液与预测。 3什么是信息与信息的传递？试举例说明。 答：一切能表达一定含义的信号、密码、情报和消息都是信息。例如机械系统中的应力、变形、温升、几何尺寸与精度等，表明了机械信号、密码、情报或消息。 所谓信息传递，指信息在系统传递过程中以某种关系动态地传递，或称转换。例如机械加工工艺系统，将工件尺寸做为信息，通过工艺过程的转换，加工前后工件尺寸分布有所变化，这样，研究机床加工精度问题，可以通过运用信息处理和理论和方法来进行。 4什么是反馈与反馈控制？试举例说明。 答：所谓信息的反馈，就是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。如果反馈回去的讯号与原系统的输入讯号的方向相反（或相位差180度）则称之为“负反馈”；如果方向与相位相同，则称之为“正反馈”。例如人类最简单的活动，如走路或取物都利用了反馈的原理以保持正常的动作。人抬起腿每走一步路，腿的位置和速度的信息不断通过人眼及腿部皮肤及神经感觉反馈到大脑，从而保持正常的步法；人手取物时，手的位置与速度信息不断反馈到人脑以保持准确而适当地抓住待取之物。5日常生活中的许多闭环系统与开环系统，试举例说明。 答：开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路。例如洗衣机，它按洗衣、清水、去水、干衣的顺序进行工作，无需对输出信号即衣服的清洁程度进行测量； 闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说系统中存在反馈回路。例如液面调节器和以工作台的位置做为系统输出，通过检测装置进行测量，并将该信号反馈，进行控制工作台运动位置的CNC机床的进给系统。 6何谓控制系统？按是否存在反馈分哪些？ 答：控制系统指系统的输出，能按照要求的参考输出或控制输入进行调节。按是否存在反馈分为2种，即开环控制系统和闭环控制系统。 7拉氏变换的定义是什么？ 答：拉氏变换是分析研究线性动态系统的有力工具，将时域的微分方程变换为复数域的代数方程。 8什么是数学模型？ 答：数学模型是系统动态特性的数学表达式。建立数学模型是分析、研究一个动态特性的前提。 9传递函数的定义及特点是什么？ 答：定义：线性定常系统的传递函数，是初始条件为零，系统输出的拉氏变换比输入的拉氏变换。 特点：1）传递函数反应系统本身的动态特性，只与系统本身的参数有关，与外界输入无关；2）对于物理可实现系统，传递函数分母中的s的阶次n必不小于分子中的s的阶次m，即n大于等于m，因为实现的物理系统总是存在惯性，输出不会超前于输入；3

控制工程基础第三版机械工业出版社课后答案

控制工程基础习题解答 第一章 1-5．图1-10为张力控制系统。当送料速度在短时间内突然变化时，试说明该控制系统的作用情况。画出该控制系统的框图。 图1-10 题1-5图 由图可知，通过张紧轮将张力转为角位移，通过测量角位移即可获得当前张力的大小。 当送料速度发生变化时，使系统张力发生改变，角位移相应变化，通过测量元件获得当前实际的角位移，和标准张力时角位移的给定值进行比较，得到它们的偏差。根据偏差的大小调节电动机的转速，使偏差减小达到张力控制的目的。 框图如图所示。 角位移 题1-5 框图 1-8．图1-13为自动防空火力随动控制系统示意图及原理图。试说明该控制系统的作用情况。

该系统由两个自动控制系统串联而成：跟踪控制系统和瞄准控制系统，由跟踪控制系统 获得目标的方位角和仰角，经过计算机进行弹道计算后给出火炮瞄准命令作为瞄准系统的给定值，瞄准系统控制火炮的水平旋转和垂直旋转实现瞄准。 跟踪控制系统根据敏感元件的输出获得对目标的跟踪误差，由此调整视线方向，保持敏感元件的最大输出，使视线始终对准目标，实现自动跟踪的功能。 瞄准系统分别由仰角伺服控制系统和方向角伺服控制系统并联组成，根据计算机给出的火炮瞄准命令，和仰角测量装置或水平方向角测量装置获得的火炮实际方位角比较，获得瞄准误差，通过定位伺服机构调整火炮瞄准的角度，实现火炮自动瞄准的功能。 控制工程基础习题解答 第二章 2-2．试求下列函数的拉氏变换，假定当t<0时，f(t)=0。 (3). ()t e t f t 10cos 5.0-= 解：()[][ ] ()100 5.05 .010cos 2 5.0+++= =-s s t e L t f L t (5). ()?? ? ? ?+ =35sin πt t f 图1-13 题1-8图 敏感元件

《大气污染控制工程》课程设计

本科《大气污染控制工程》课程设计 说明书 大气污染控制课程设计 一、设计任务 广东九江俊业家具厂生产时会进行喷漆流程，喷漆时，作业场所有大量的漆雾产生，而且苯浓度相当高，对喷漆工人危害极大，如果没有经过处理直接排放，对车间及厂区周边环境造成严重的影响。 为了改善车间及周边区域大气环境状况，受实木家具厂委托，对喷漆车间在生产过程中产生的含苯类有机废气进行整套废气净化系统的设计，使得上述车间排放含有VOC的气体经净化处理后达标排放，减少其对周围环境的污染，提高企业的环保形象。 二、公司资料 ?生产工艺 家具喷漆工艺主要包括基材破坏处理、素材处理、整体着色、填充剂、底漆、吐纳、着色、修色、二度底漆、画漆、抛光打蜡等工艺。主要采用的是水帘机喷漆方法。 而在喷漆工艺中，喷漆时涂料溶剂从涂料中挥发出来，形成油漆工艺最主要的污染物——“漆雾”的主要成分之一。家具喷漆中一般采用含苯烃类溶剂，苯为剧毒溶剂，少量吸入也会对人体造成长期的损害。 ?废气特点 废气排放量：17640m3/h， 废气组分为苯类有机物（苯、甲苯、二甲苯等）及少量醛类和醇类有机物， 有机物浓度日平均值：2000 mg/m3， 废气温度：当地气温 ?气象资料 气温： 年平均气温：22.2oC

冬季：13.5oC 夏季：29.1oC 大气压力： 冬季740mmHg（98.6×103Pa） 夏季718 mmHg（95.72×103Pa） ?喷漆室布置图 ? 三、设计原则 （1）综合考虑采用先进工艺、技术、设备、材料、投资经济性等因素，以较少的投资，取得较大的社会、环境和经济效益； （2）采用技术成熟、先进可靠的工艺和处理效果好的设备，确保环保设施运行正常； （3）按现有场地条件考虑设计，整个工程做到布局合理、占地空间小、外形结构美观、投资小等几项特点；

大气污染控制工程课程设计范文

大气污染控制工程 课程设计

目录 1. 总论 ................................................................................. 错误!未定义书签。 2. ****污染现状.................................................................. 错误!未定义书签。 3.工艺流程选择................................................................... 错误!未定义书签。 3.1 常见除尘技术原理 ............................................................. 错误!未定义书签。 3.2 除尘工艺流程选择 ............................................................ 错误!未定义书签。 3.3 管道系统设计 .................................................................... 错误!未定义书签。 4 工艺计算.............................................................................. 错误!未定义书签。 4.1 旋风除尘器设计 ................................................................. 错误!未定义书签。 4.2 袋式除尘器设计 ................................................................ 错误!未定义书签。 4.3管道设计............................................................................. 错误!未定义书签。1）管径的计算与实际速度的确定.......................................... 错误!未定义书签。核算实际速度：v=4Q/(2 d )=14.154m/s； ............................. 错误!未定义书签。 1 管段长度的确定....................................................................... 错误!未定义书签。图1 除尘工艺流程图 ............................................................. 错误!未定义书签。管道压力损失的计算 ............................................................... 错误!未定义书签。管道保温及热补偿设计 ........................................................... 错误!未定义书签。 4.4 风机选择............................................................................. 错误!未定义书签。 5. 课程设计小结.................................................................. 错误!未定义书签。 6.参考文献 .......................................................................... 错误!未定义书签。

机械工程控制基础知识点汇总

机械工程控制基础知识点 ●控制论的中心思想：它抓住一切通讯和控制系统所共有的特点，站在一个更概括的理论高度揭示了它们的共同本质，即通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 机械工程控制论：是研究机械工程技术为对象的控制论问题。（研究系统及其输入输出三者的动态关系）。 机械控制工程主要研究并解决的问题：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析。（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求，此即●最优设计。（4）当系统的输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此即系统识别或系统辨识。（5）当系统已定，输出已知时，以识别输入或输入中得有关信息，此即滤液与预测。 ●信息：一切能表达一定含义的信号、密码、情报和消息。 信息传递/转换：是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递。 信息的反馈：是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。如果反馈回去的讯号（或作用）与原系统的输入讯号（或作用）的方向相反（或相位相差180度）则称之为“负反馈”；如果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。 ●系统：是指完成一定任务的一些部件的组合。 控制系统：是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。 开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路的。闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说，系统中存在反馈的回路。

机械工程控制基础部分习题答案

1.7习题与解答 1-1工程控制论的研究对象和任务是什么？ 解: 工程控制理论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题。具体地说，研究的是工程技术中的广义系统在一定的外界条件（即输入或激励，包括外加控制与外加干扰）作用下，从系统一定的初始状态出发，所经历的有其内部的固有特性（即系统的结构与参数所决定的特性）所决定的整个动态历程：同时研究这一系统、输入和输出三者之间的动态关系。工程控制理论的研究内容 就系统、输入、输出三者之间的动态关系而言，工程控制论的研究内容大致可以归纳为如下五个方面： （1）当系统已定、输入已知时，求系统的输出，并且通过输出研究系统本身有关的问题，即系统分析问题。 （2）当系统已定时，求系统的输入，并且所确定的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即最优控制问题； （3）当输入已知时，确定系统，并且所确定的系统应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即最优设计问题； （4）当输出已知时，系统已定时，识别输入或输入中的有关信息，即滤波与预测问题；（5）当输入与输出均已知时，求系统的结构和参数，以建立系统的数学模型，即系统识别或者系统辨识问题。 1-2组成典型控制系统的主要环节有那些？它们各起到什么作用？ 典型反馈控制系统的基本组成：给定环节、测量环节、比较环节、放大运算环节、执行环节，组成了这一控制系统的控制部分，目的是对被控制对象实现控制。 给定环节：作用是给出输入信号的环节，用于确定被控制对象的“目标值”（或成为给定值），给定环节可以用各种形式（电量、非电量、数字量、模拟量等）发出信号。 测量环节：用于测量被控量，并把被控制量转换为便于传送的另外一个物理量。如电位计将机械转角转换为电压信号。 比较环节：输入信号和测量环节测量的被控制量的反馈量相比较，得到偏差信号，其中比较包括幅值比较、相位比较和位移比较等。 放大运算环节：对偏差信号进行必要运算，然后进行功率的放大，推动执行环节。常用的放大类型有电流放大、液压放大等。 执行环节：接收放大环节送来的控制信号，驱动被控制对象按照预期的规律运行。执行环节一般是一个有源的功率放大装置，工作中要进行能量转换。如把电能通过直流电机转化为机械能，驱动被控制对象进行机械运动。 1-3自动控制系统按照输出变化规律如何分类？按照反馈规律分为哪几类？ 1、按反馈情况分类 （1）开环控制系统：是最简单的一种控制方式，特点是控制系统的控制量与被控制量之间只有前向通道，即只有从输入端到输出端的单方向通道，而无反向通道。系统中只有输入信号对输出信号产生控制作用，输出信号不参与系统的控制。 （2）闭环控制系统：闭环控制系统不仅有一条从输入端到输出端的前向通道，还有一条从输出端到输入端的反馈通道。参与系统控制的不只是系统的输入信号，还有输出信号，控制作用的传递路径是闭合的。 2．按输出变化规律分类 （1）自动调节系统：在外界干扰下，系统的输出仍能保持为常量的系统，系统为闭环控制

《控制工程基础》王积伟_第二版_课后习题解答(完整)

第一章 3 解：1)工作原理：电压u2反映大门的实际位置，电压u1由开（关）门开关的指令状态决定，两电压之差△u＝u1－u2驱动伺服电动机，进而通过传动装置控制 大门的开启。当大门在打开位置，u2＝u 上：如合上开门开关，u1＝u 上 ，△u＝0， 大门不动作；如合上关门开关，u1＝u 下 ，△u<0，大门逐渐关闭，直至完全关闭， 使△u＝0。当大门在关闭位置，u2＝u 下：如合上开门开关，u1＝u 上 ，△u>0，大 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 ，△u＝0，大门不动作。 2)控制系统方框图 4 解：1)控制系统方框图

2)工作原理： a)水箱是控制对象，水箱的水位是被控量，水位的给定值h ’由浮球顶杆的长度给定，杠杆平衡时，进水阀位于某一开度，水位保持在给定值。当有扰动（水的使用流出量和给水压力的波动）时，水位发生降低（升高），浮球位置也随着降低（升高），通过杠杆机构是进水阀的开度增大（减小），进入水箱的水流量增加（减小），水位升高（降低），浮球也随之升高（降低），进水阀开度增大（减小）量减小，直至达到新的水位平衡。此为连续控制系统。 b) 水箱是控制对象，水箱的水位是被控量，水位的给定值h ’由浮球拉杆的长度给定。杠杆平衡时，进水阀位于某一开度，水位保持在给定值。当有扰动（水的使用流出量和给水压力的波动）时，水位发生降低（升高），浮球位置也随着降低（升高），到一定程度后，在浮球拉杆的带动下，电磁阀开关被闭合（断开），进水阀门完全打开（关闭），开始进水（断水），水位升高（降低），浮球也随之升高（降低），直至达到给定的水位高度。随后水位进一步发生升高（降低），到一定程度后，电磁阀又发生一次打开（闭合）。此系统是离散控制系统。 2-1解： （c ）确定输入输出变量（u1，u2） 22111R i R i u += 222R i u = ?-= -dt i i C u u )(1 1221 得到：11 21221222 )1(u R R dt du CR u R R dt du CR +=++ 一阶微分方程 （e ）确定输入输出变量（u1，u2） ?++=i d t C iR iR u 1 211 R u u i 2 1-=

《机械工程控制基础》教学大纲

机械工程控制基础课程教学大纲 一、课程名称 机械工程控制基础Cybernetics Foundation for Mechanical Engineering 学时：40 二、授课对象 机械类各专业 三、先修课程 复变函数、积分变换 四、课程的性质、目标与任务 本课程侧重原理，其内容密切结合工程实际，是一门专业基础课。它是控制论为理论基础，以机械工程系统为研究对象的广义系统动力学；同时，它又是一种方法论。学习本课程的目的在于使学生能以动力学的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体的而不是分离的角度，从整个系统中的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为；能结合工程实际，应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。这包括两个方面：①对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维方法进行科学分析，以找出问题的本质和有效的解决方法；②如何控制一个机电系统，使之按预定的规律运动，以达到预定的技术经济指标，为实现最佳控制打下基础。 五、课程的基本要求 1．对于建立机电系统的数学模型，有关数学工具（如Laplace变换等）的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 2．对于典型系统的时域和频域特性，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 3．掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据。 4．对于线性系统的性能指标有较全面的认识，了解并掌握系统的综合与校正的常用方法。 5．了解线性离散系统和非线性系统的基本概念和基本的分析方法。 6．对系统辩识问题应建立基本概念。 六、教学内容与学时分配 授课学时为40学时，实验8学时；复习、做习题、写实验报告等课外学时为50学时以上。

机械工程控制基础知识点整合

第一章绪论 1、控制论的中心思想、三要素和研究对象。 中心思想：通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 三要素：信息、反馈与控制。 研究对象：研究控制系统及其输入、输出三者之间的动态关系。 2、反馈、偏差及反馈控制原理。 反馈：系统的输出信号部分或全部地返回到输入端并共同作用于系统的过程称为反馈。 偏差：输出信号与反馈信号之差。 反馈控制原理：检测偏差，并纠正偏差的原理。 3、反馈控制系统的基本组成。 控制部分：给定环节、比较环节、放大运算环节、执行环节、反馈（测量）环节 被控对象 基本变量：被控制量、给定量（希望值）、控制量、扰动量（干扰） 4、控制系统的分类 1）按反馈的情况分类 a、开环控制系统：当系统的输出量对系统没有控制作用，即系统没有反馈回路时，该系 统称开环控制系统。 特点：结构简单，不存在稳定性问题，抗干扰性能差，控制精度低。 b、闭环控制系统：当系统的输出量对系统有控制作用时，即系统存在反馈回路时，该系 统称闭环控制系统。 特点：抗干扰性能强，控制精度高，存在稳定性问题，设计和构建较困难，成本高。 2）按输出的变化规律分类 自动调节系统 随动系统 程序控制系统 3）其他分类 线性控制系统连续控制系统 非线性控制系统离散控制系统 5、对控制系统的基本要求 1）系统的稳定性：首要条件 是指动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。 2）系统响应的快速性 是指当系统输出量与给定的输出量之间产生偏差时，消除这种偏差的能力。 3）系统响应的准确性（静态精度） 是指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差大小。

第二章系统的数学模型 1、系统的数学模型：描述系统、输入、输出三者之间动态关系的数学表达式。 时域的数学模型：微分方程；时域描述输入、输出之间的关系。→单位脉冲响应函数复数域的数学模型：传递函数；复数域描述输入、输出之间的关系。 频域的数学模型：频率特性；频域描述输入、输出之间的关系。 2、线性系统与非线性系统 线性系统：可以用线性方程描述的系统。 重要特性是具有叠加原理。 3、系统微分方程的列写 4、非线性系统的线性化 5、传递函数的概念： 1）定义：初始状态为零时，输出的拉式变换与输入的拉氏变换之比。即 G(s) =Y(s)/X(s) 2）特点： （a）传递函数反映系统固有特性，与外界无关。 （b）传递函数的量纲取决于输入输出的性质，同性质的物理量无量纲；不同性质的物理量有量纲，为两者的比值。 （c）不同的物理系统可以有相似的传递函数，传递函数不反映系统的真实的物理结构。（d）传递函数的分母为系统的特征多项式，令分母等于零为系统的特征方程，其解为特征根。 （e）传递函数与单位脉冲响应函数互为拉氏变换与拉氏反变换的关系。

大气污染控制工程课程设计实例

大气污染控制工程课程设计实例 一、课程设计题目 某燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计 二、课程设计的目的 通过课程设计使学生进一步消化和巩固本能课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养学生运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，使学生了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。 三、设计原始资料 锅炉型号：SZL4-13型，共4台 设计耗煤量：600kg/h(台) 排烟温度：160℃ 烟气密度：1.34kg/Nm3 空气过剩系数： =1.4 排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：16% 烟气在锅炉出口前阻力：800Pa 当地大气压力：97.86kPa 冬季室外空气温度：-1℃ 空气含水按0.01293kg/ Nm3 烟气其他性质按空气计算 煤的工业分析值： Y O=5%， C=68%，Y H=4%，Y S=1% ，Y Y V=13% N=1%，Y W=6%，Y A=15%，Y 按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）中二类区标准执行： 烟尘浓度排放标准：200mg/ Nm3 二氧化硫排放标准：900mg/ Nm3 净化系统布置场地为锅炉房北侧15m以内。 四、设计计算 1．燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算 （1）理论空气量

()Y Y Y Y a O S H C Q 7.07.056.5867.176.4-++=' /kg)(m N 3 式中：Y C 、Y H 、Y S 、Y O 分别为煤中各元素所含的质量百分数。 ) /(97.6)05.07.001.07.004.056.568.0867.1(76.4'3kg m Q N a =?-?+?+??= （2）理论烟气量（设空气含湿量12.93g/m 3N ） Y a a Y Y Y Y s N Q Q W H S C Q 8.079.0016.024.12.11)375.0(867.1+'+'++++=' （m 3N /kg ） 式中：a Q '—理论空气量（m 3N /kg ） Y W —煤中水分所占质量百分数； Y N —N 元素在煤中所占质量百分数 /kg) (m 42.701.08.097.679.097.6016.006.024.104.02.11)01.0375.068.0(867.1'N 3=?+?+?+?+?+?+?=s Q （3）实际烟气量 a s s Q Q Q '-+'=)1(016.1α （m 3N /kg ） 式中：α —空气过量系数。 s Q '—理论烟气量（m 3N /kg ） a Q '—理论空气量（m 3N /kg ） 烟气流量Q 应以m 3N /h 计，因此。?=s Q Q 设计耗煤量 /h) （m 615060025.10/kg)(m 25.1097.6)14.1(016.142.7N 3N 3=?=?==?-?+=设计耗煤量s s Q Q Q （4） 烟气含尘浓度： s Y sh Q A d C ?= （kg/m 3N ） 式中：sh d —排烟中飞灰占煤中不可燃成分的百分数； Y A —煤中不可燃成分的含量；

机械工程控制基础试卷及答案

《机械工程控制基础》试卷（A 卷） 一、填空题（每空1分，共20分） 1、对控制系统的基本要求是 系统的稳定性 、 响应的快速性 、 响应的准确性 。 2、已知f(t)=t+1,对其进行拉氏变换L[f(t)]= 1/s 2+1/s 或者（1+s ）/s 2 。 3、二阶系统的极点分别为s 1=?0.5,s 2=?4，系统增益为2，则其传递函数G(S)= 2/(s+0.5)(s+_4) 4、零频幅值A(0)表示当频率ω接近于零时，闭 环系统输出的幅值与输入幅值之比。 5、工程控制论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题，机械工程控制就是研究系统、输入、输出三者之间的动态关系。 6、系统的频率特性求取有三种方法：根据系统响应求取、用试验方法求取和将传递函数中的s 换为 jw 来求取。 8、微分环节的控制作用主要有 使输出提前 、 增加系统的阻尼 、 强化噪声 。 9、二阶系统的传递函数为2 22 2)(n n n s s s G ωξωω++=，其中n ω为系统的 无阻尼固有频率 ，当10<<ξ时为 欠阻尼 系统。在阻尼比ξ<0.707时，幅频特性出现峰值，称谐振峰值，此时 的频率称谐振频率ωr ＝221ξω-n 。 10、一般称能够用相同形式的数学模型来描述的物理系统成为相似系统。 11、对自动控制系统按照输出变化规律分为自动调节系统、随动系统、程序控制系统。 12、对积分环节而言，其相频特性∠G(jw)=-900。 二、名词解释（每个4分，共20分） 1、闭环系统：当一个系统以所需的方框图表示而存在反馈回路时，称之为闭环系统。 2、系统稳定性：指系统在干扰作用下偏离平衡位置，当干扰撤除后，系统自动回到平衡位置的能力。 3、频率特性：对于线性定常系统，若输入为谐波信号，那么稳态输出一定是同频率的谐波信号，输出输入的幅值之比及输出输入相位之差统称为频率特性。 4、传递函数：在外界作用系统前，输入、输出的初始条件为零时，线性定常系统、环节或元件的输出x 0(t)的Laplace 变换X 0(S)与输入x i (t)的Laplace 变换X i (S)之比，称为该系统、环节或元件的传递函数G(S) 5、系统：由相互联系、相互作用的若干部分构成，而且有一定的目的或一定运动规律的一个整体，称为系统。 三、 分析题（每题6分，共12分） 1、分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。（要求绘出原理方框图） 分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。 解：人骑自行车时，总是希望具有一定的理想状态（比如速度、方向、安全等），人脑根据这个理想状态指挥四肢动作，使自行车按预定的状态运动，此时，路面的状况等因素会对自行车的实际状态产生影响，使自行车偏离理想状态，人的感觉器官感觉自行车的状态，并将此信息返回到大脑，大脑根据实际状态与理想状态的偏差调整四肢动作，如此循环往复。其信息流动与反馈过程可用下图表示。 2、 C(S),Y(S)为输出的闭环传递函数；(2)以N(S)为输入,当R(S)＝0时,分别以C(S),Y(S)为输出的闭环传递函数；(3)比较以上各传递函数的分母,从中可以得出什么结论。 (1)以R(S)为输入,当N(S)＝0时,C(S) ,Y(S)为输出的闭环传递函数； (2)以N(S)为输入,当R(S)＝0时,以C(S)为输出的闭环传递函数； 从上可知：对于同一个闭环系统，当输入的取法不同时，前向通道的传递函数不同，反馈回路的传递函数不同，系统的传递函数也不同，但系统的传递函数分母不变，这是因为分母反映了系统固有特性，而与外界无关。 四、计算题（每题10分，共30分） 1、求图所示两系统的传递函数,其中x i (t)、u i 为输入，x o (t)、u o 为输出 。(写出具体过程) 专业班级： 姓名： 学号： …………………………密………………………………封………………………………线………………………… )()()(1) ()()()()(2121s H s G s G s G s G s R s C s G C +==) ()()(1)()()()(211s H s G s G s G s R s Y s G Y +==)()()(1)()()()(212s H s G s G s G s N s C s G C +==)()()(1)()()()()()(2121s H s G s G s H s G s G s N s Y s G Y +-==

第二次公选课作业-电商与物流

学生姓名莫景学号11107113 专业年级11级物流五班 课程名称物流瞭望论坛第二期讲座名称电子商务与现代物流的发展模式与融合 应用 主讲人祈明讲座时间10月12日08：30-10：00 本次作业中心论点：电子商务与现代物流的发展模式与融合应用 1.物流技术是指物流活动中所采用的自然科学与社会科学方面的理论、方法，以及设施、设备、装置与工艺的总称。物流技术概括为硬技术和软技术两个方面。物流硬技术是指组织物资实物流动所涉及的各种机械设备、运输工具、站场设施及服务于物流的电子计算机、通信网络设备等方面的技术。物流软技术是指组成高效率的物流系统而使用的系统工程技术、价值工程技术、配送技术等。有运输技术、库存技术、装卸技术、包装技术、物流信息技术。 2.物流模型即为预想的生产物流系统设计方案如：生产物流系统从总体上分为进货系统、搬运系统和出货系统。 3.物流体系是物品从供应地向接受地的实体流动过程过程中，将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实现有机结合组合而成的一个整体。如果其各方面配置合理，将会是物流达到最优。 4.一般认为，凡是能够支持或者进行物流服务供需信息的交互或交换的网站，均可视为物流平台。 5.物流软件泛指物流企业或者企业的物流部门所使用的信息系统。包括运输管理系统、仓储管理系统、配送管理系统、货代管理系统、车辆管理系统等。 6..（1）建立与B2C电子商务相适应的物流配送体系，需要建立灵活、快速、成熟物流配送体系，物流技术和组织应适应小批量的弹性需求，供应生产流通的时间和线路要尽量缩短。（2）整合社会资源，建立社会化的物流配送体系。（3）进行物流企业的敏捷化改造，提高B2C物流配送企业的信息化程度，利用电子数据交换技术和互联网络，初步实现从商品订货、生产、销售、到售后服务所有步骤的“全程物流管理”。

2-大气污染控制工程课程设计

大气污染控制工程 课程设计 题目名称：GZ市燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统院（系）：化工学院 专业班级：环工11101 学生姓名：鲁文龙 学号：201102859 指导教师：谢芳琴 时间：2014/10/11

目录 前言 (Ⅰ) 课程设计任务书....................... (Ⅱ) 课程设计说明书 (1) 1烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 (3) 2除尘器的选择 (4) 3确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置 (5) 4烟囱的设计 (6) 5系统阻力的计算 (7) 6风机和电机的选择及计算 (10) 7系统烟气温度的变化 (12) 8主要参考书目 (13) 小结 (13) 附图 (14) 致谢 (16)

前言 1.1设计目的 通过设计进一步消化和巩固本能课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。 1.2设计任务 GZ市燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统。 1.2设计依据及原则 执行标准：广东省地方标准《锅炉大气污染物排放标准》DB44765-2010中A类区标准 1.3锅炉房基本概况 锅炉型号：SZL4-13型，共4台（2.8MW*4） 设计耗煤量：600kg/h（台） 排烟温度：180°C 烟气密度（标准状态下）：1.34kg/m3 空气过剩系数：a=1.5 排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：18% 烟气在锅炉出口前阻力：750 Pa 当地大气压：98 Pa 冬季室外空气温度：-3°C 空气含水（标准状态下）按0.0129kg/m3 设空气含湿量=12.93g/m3 烟气其他性质按空气计算 煤的工业分析值：CY=68% HY=4% SY=1% OY=5% NY=1% WY=6% AY=15% VY=13% 按锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）中二类区标准执行。

机械工程控制基础考试题完整版

机械控制工程基础 一、填空题 1. 线性控制系统最重要的特性是可以应用 叠加 原理，而非线性控制系统则不能。 2．反馈控制系统是根据输入量和 反馈量 的偏差进行调节的控制系统。 3. 根据自动控制系统是否设有反馈环节来分类，控制系统可分为__开环_控制系统、_闭环__控制系统。 4. 根据系统输入量变化的规律，控制系统可分为 恒值 控制系统、 随动 控制系统和 程序控制系统。 5. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号，则称此系统为离散(数字)控制系统，其输入、输出关系常用差分方程来描述。 6. 根据控制系统元件的特性，控制系统可分为__线性__ 控制系统、 非线性_控制系统。 7. 线性控制系统其输出量与输入量间的关系可以用 线性微分 方程来描述。 8. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：稳定性、 快速性 和准确性。 9. 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有微分方程 、传递函数等。 10. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 11. 传递函数的组成与输入、输出信号无关，仅仅决定于 系统本身的结构和参数 ，并且只适于零初始条件下的 线性定常 系统。 12. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后，从初始状态到最终稳定状态的响应过程。 13. 脉冲信号可以用来反映系统的抗冲击能力。 14. 单位斜坡函数t 的拉氏变换为 2 1 s 。 15. 单位阶跃信号的拉氏变换是 1/s 。 16．在单位斜坡输入信号作用下，0型系统的稳态误差e ss = ∞ 。 17. I 型系统G s K s s ()() =+2在单位阶跃输入下，稳态误差为 0 ，在单位加速度输入下，稳态 误差为 ∞ 。 18. 一阶系统11 Ts +的单位阶跃响应的表达是T t e --1。

(完整版)大气污染控制工程毕业课程设计

环境工程专题课程设计 大气污染控制工程设计说明书题目：某厂燃煤锅炉烟气除尘处理工程方案设计姓名： 班级：环境工程 学号： 指导教师： 成绩：

浙江工商大学环境科学与工程学院 2011 年11月 目录 前言 (3) 第一章工程概况……………………………………………………………………… …3 1.1 设计条件 1.2 设计要求 第二章设计说明……………………………………………………………………… …4 2.1 设计依据 2.2 设计原则 2.3 设计范围 2.4 设计规模 2.5 设计参数与指标 第三章工艺选

择 (6) 3.1除尘技术简介 3.1.1机械除尘器 3.1.2 袋式除尘器 3.1.3 电除尘器 3.1.4湿式除尘器 3.2 可供选择的除尘技术 3.3 方案的技术比较 3.4 方案确定 第四章处理流程 (9) 4.1 除尘系统 4.2 除尘器系统 4.3输灰系统 4.4 控制系统 4.5 供电装置 第五章与其处理效果 (10) 第六章主要设施与设备设计选型 (10) 6.1 主要设施设计计算 6.1.1 烟气流量与净化效率计算 6.1.2 除尘器的选择与设计计算 6.1.3 管道的设计计算 6.1.4 风机的选择计算

6.2 主要设备型号及技术参数确定 第七章总图设计 (21) 7.1 除尘器平面与立面布置图 7.2 除尘器的总图 7.3 电场布置图 第八章技术经济分析 (21) 8.1 综合技术经济指标 8.2 人员编制 8.3 工程概算 8.4 运行费用分析 第九章参考文献 (22) 附图一除尘器平面与立面布置图 附图二除尘器总图 附图三电场布置图 前言 大气是人类赖以生存的最基本的环境因素，构成了环境系统的大气环境子系统。一切生命过程，一切动物、植物和微生物都离不开大气。大气为地球生命的繁衍，人类的发展，提供了理想的环境。它的状态和变化，时时处处影响到人类的活动与生存。 造成大气污染的原因，既有自然因素又有人为因素，尤其是人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。随着人类经济活动和生产的迅速发展，在大量消耗能源的同时，也将大量的废气、烟尘物质排入大气，

机械工程控制基础 【0933】

西南大学培训与继续教育学院课程考试试题卷 学期：2020年春季 课程名称【编号】： 机械工程控制基础 【0933】 A 卷 考试类别:大作业 满分：100 分 一、简答题（本大题共2小题，必做，每小题10分，共20分） 1. 线性定常系统时间响应的性质是什么？ 答：系统时域响应通常由稳态分量和瞬态分量共同组成，前者反映系统的稳态特性，后者反映系统的动态特性。线性定常系统对输入信号微分的响应等于系统对该输入信号响应的微分，线性定常系统对输入信号积分的响应等于系统对该输入信号响应的积分。 2. 影响系统稳态误差的因素有哪些？ 答：①原理性误差为了跟踪输出量的期望值和由于外扰动作用的存在，控制系统在原理上必然存在的一类稳态误差。当原理性稳态误差为零时，控制系统称为无静差系统，否则称为有静差系统。原理性稳态误差能否消除，取决于系统的组成中是否包含积分环节（见控制系统的典型环节）。 ②实际性误差系统的组成部件中的不完善因素（如摩擦、间隙、不灵敏区等）所造成的稳态误差。这种误差是不可能完全消除的，只能通过选用高精度的部件，提高系统的增益值等途径减小。 二、计算题（本大题共6小题，其中第1、2小题必做，第3、4小题任意选做1题，第5、6小题任意选做1题，共计做4小题，每小题20分，共80分） 1. 某单位反馈的位置控制系统，其开环传递函数为()() 14 +=s s s G ，试求 （1）该系统的特征参量n ω和ξ； （2）系统的最大超调量p M 、上升时间r t 、峰值时间p t 、调整时间s t 。 2.某开环控制系统的传递函数为()() 1 0025.020025.050 2 2++= s s s s G ξ，分别求控制信号为()1=t r ，()t t r =，()25.0t t r =的稳态误差ss e 。