控制原理及其应用PPT课件-第二章 机械系统模型的建立及机电相似系统的等效转换.ppt

文档介绍：第2章 机械系统模型的建立及机电相似系统的等效转换
机械系统模型的建立

实体模型
模拟仿真模型
计算机仿真
或用一种物理量代替另外一种物理量
图式模型
设计图,网络图流程图,电路图
物理模型
物理参数
数学模型
数学方程
对现实系统加以抽象,概括与描述
机械系统物理模型的建立
物理量
质量(m)或转动惯量(J)
弹性系数(K)
粘滞阻尼系数(f)
结构装配图
简化
结构原理图
抽象
物理模型
m
m3
J1
Z2
J2
Z1
x
k
f
x
F
机床工作台进给系统物理模型建立
(a) (b)
机床工作台进给系统的结构原理图及其物理模型
运动部件的转化质量
粘滞阻尼系数
弹性系数
工作台位移
工作台受力
机械系统数学模型的建立
依据是物理模型。
根据各参数的相互关系,通过有关的定律、定理和规律等建立数学表达式,该表达式正确地反映了系统的本质。
在数学模型的建立中要保证数学模型的简化性和准确性。
机械系统数学模型的建立
◆机械运动遵循力学定律
◆机械运动包括直线运动和转动
有关物理参数的转化和计算
(1)质量和惯量的转化转化原则:转化前后系统的瞬时动能保持不变。转化前动能
—元件i 的重心s的速度;
—元件i对重心轴s的转动惯量;
—元件i的瞬时角速度;
—元件i的质量;
—运动部件(包括移动和转动)的数量, i =1,
2,…k,k+1, k+2,…,n。
被控对象的输出量
转化后被研究对象的瞬时动能
移动元件
转动元件
移动元件为工作台
m3
J1
Z2
J2
Z1
x
将()式代入()式得
式中 h—丝杠螺距(单头螺纹);
z1, z2—为传动齿轮的齿数。
m3
J1
Z2
J2
Z1
x
(2)弹性系数的计算
拉伸或压缩弹簧力与变形的关系
扭转弹簧扭矩与扭转变形的关系
—拉压弹簧弹性系数;
—扭转弹簧弹性系数。