现代控制理论课件2摘要.ppt

* 张秦艳 * D.(2) * 张秦艳 * D.(3) 磁盘读取头: 永磁直流电机驱动读取手臂旋转 * 张秦艳 * D.(4) 图2.61 磁头安装结构图 磁头安装在一个与手臂相连的片上，它读取磁盘上各点处不同的磁通量并将信号提供给放大器。 弹性簧片flexure (spring metal)用于使磁头浮于磁盘100 nm间隙的上方。 * 张秦艳 * D.(5) 偏差信号（error signal）是在磁头读取磁盘上预先录制的索引磁道（index track）时产生的。 * 张秦艳 * D.(6) 图 2.20 电枢控制直流电机模型，其中 假定簧片是完全刚性的，不会出现明显的弯曲. * 张秦艳 * D.(7) 表2.11 磁盘驱动器读取系统典型参数 参数 符号 典型值 手臂与磁头的转动惯性 J 1N.m.s2/rad 摩擦系数 b 20kg/m/s 放大系数 Ka 10—100 电枢电阻 R 1Ω 电机系数 Km 5N.m/A 电枢电感 L 1mH * 张秦艳 * D.(8) 其中 ms ， ms. 由于 , 我们经常忽略 。 故, 可得 或 闭环系统的传递函数为 * 张秦艳 * D.(9) 当 Ka = 40, 有 当 求得单位阶跃响应 图2.64 图2.64 R（S）=0.1/s时，图2.63所示系统的时间响应 * 张秦艳 * 2.12 小结 会用微分方程建立系统的数学模型 能对非线性元件进行线性化 Laplace 变换 传递函数Transfer function 方框图Block diagram 信号流图signal-flow graph, Mason信号流图增益公式Mason’s signal-flow gain formula * 张秦艳 * 作业2-4 Page 112(Eng.)/94(Chi.) : P2.43 Page 115(Eng.)/97(Chi.) : CDP2.1 Page 804(Eng.): A.5/Page 688(Chi.): F.5 Page 117(Eng.)/98(Chi.): MP2.5, MP2.6 思考题（1） 1.什么是数学模型？ 2. 什么是线性系统？ 3. 举例说明通过型和跨越型变量。 4. 举例说明相似系统。 5. 举例说明感性储能、容性储能和耗能。 6. 什么是线性近似？公式是怎样的？ 7. 举一个线性近似的例子。 * 张秦艳 * 8. 什么是Laplace变换？ 9. Laplace变换的公式是怎样的？需要什么条件？ 10. 利用Laplace变换求解微分方程主要步骤是什么？ 11.阶跃函数、脉冲函数、斜坡函数、指数延迟函数、正弦函数的拉氏变换是什么？ * 张秦艳 * 12. 已知时间函数如图所示，请问L[f(t)]=？ 13. 已知阶跃函数的拉氏变换 ，求斜坡函数的拉氏变换。 * 张秦艳 * 0 T 2T T 14.已知斜坡函数的拉氏变换 ，求阶跃函数的拉氏变换。 15.终值定理是什么？ 16. 初值定理是什么？ * 张秦艳 * 17. 请求L[|sin(ωt)|]=? 18.已知F(s)，请问K11,…K1r,Kr+1=？ 19.线性系统微分方程 的解有哪几部分？ * 张秦艳 * (2) 20. 什么是传递函数？ 21.电路系统电压为输出，电流为输入，请说出电容、电阻、电感的传递函数。 22. 机械系统速度为输出，力为输入，请说出质量块、阻尼、弹簧的传递函数。 * 张秦艳 * 23.某动态振动吸收器如图P2.2所示。该系统可以描述许多实际情况，包括含有非平衡部件的机械振动吸收器。例如,当 时，通过选择参数M2和k12的取值，可以使质量块M1不再振动。请完成： （a）确定该系统的微分方程组模型 （b）根据力-电流相似原理，画出相似的模拟电路。 * 张秦艳 * * 张秦艳 * 图P2.2 振动吸收器 (3) 24. 请问磁场控制式电机和电枢控制式电机的传递函数各是什么？ * 张秦艳 * 25. 什么是框图？ 26. 串联环节的传递函数是什么？ 27. 并联环节的传递函数是什么？ 28. 闭环回路的传递函数是什么？ * 张秦艳 * 29. * 张秦艳 * 30. * 张秦艳 * 31. 什么是信号流图？ 32. Mason信号流图增益公式 是什么？ * 张秦艳 * 33.求Y1/R1