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机械控制工程基础总结建环0621班肖田

机械控制工程基础总结

建环0621班肖田学号：0614061008

机械工程控制论的基本含义

机械控制工程是研究控制论在机械工程中应用的科学。它是一门跨控制论和机械工程的边缘学

科。随着工业生产和科学技术的不断向前发展，机械工程控制论这门新兴学科越来越为人们所重视。

原因是它不仅能满足今天自动化技术高度发展的需要，同时也与信息科学和系统科学紧密相关，更

重要的是它提供了辩证的系统分析方法，即不但从局部，而且从整体上认识和分析机械系统，改进

和完善机械系统，以满足科技发展和工业生产的实际需要。

机械工程控制论的研究对象与任务

机械工程控制论的研究对象是机械工程技术中广义系统的动力学问题。具体地讲，机械工程控

制论是研究系统及其输入、输出三者之间的动态关系，也就是研究机械工程广义系统在一定的外界

条件作用下，从系统的一定初始条件出发，所经历由内部的固有特性所决定的整个动态历程。例如，

在机床数控技术中，调整到一定状态的数控机床就是系统，数控指令就是输入，数控机床的加工运

动就是输出。这里系统是由相互联系、相互作用的若干部分构成且有一定运动规律的一个有机整体。

输入是外界对系统的作用，输出是系统对外界的作用。通常机械工程控制论简称为机械控制工程，

其所研究的系统可大可小、可繁可简，完全由研究的需要而定，因而称之为广义系统。由此可见，

就系统及其输入、输出三者之间的动态关系而言，机械工程控制论的任务

主要研究解决以下几个方面的问题：

１.当系统已定，输入已知时，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，称系统分析。２.当系统已定，系统的输出也已给定时，要确定系统的输入，使输出尽可能符

合给定的最佳要求，称系统的最优控制。３.当输入和输出均已知时，求系统的结构与参数，即建

立系统的数学模型，称系统辨识或系统识别。４.当系统已定输出已知时，要识别输入或输入中的

有关信息，称滤波与预测反馈及反馈控制

反馈及反馈控制

控制论的核心内容是：通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。控制论把一切能表达

一定含义的信号、符号、密码和消息等统称为信息。所谓信息传递，是指信息在系统及过程中以某

种关系动态地传递，亦称转换。例如，对于机床加工工艺系统，要研究机床的加工精度问题，可将

工件尺寸作为信息，通过工艺过程的转换，对加工前后工件尺寸的分布情况，运用信息处理的理论

和方法来进行研究。机械控制工程中一个最基本、最重要的概念就是反馈。将系统的输出全部或部

分地返送回系统的输入端，并与输入信号共同作用于系统的过程，称为反馈或信息反馈。如果反馈

回去的信号与系统的输入信号方向相反，称之为负反馈；如果方向相同，则称之为正反馈。在工程

技术领域中，随着自动化程度的提高，广泛地采用自动控制系统。在自动控制系统中，通常存在着

反馈控制。所谓反馈控制就是利用反馈信号对系统进行控制。

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控制系统的工作原理与组成

工作原理：所谓控制系统，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系统。常

用的控制系统的一些基本概念和名词术语归纳如下：

控制对象。在控制理论和控制技术中，运动规律或状态需要控制的装置称为控制对象或被

控对象。

控制器。在控制系统中，被控对象以外的所有装置，统称为控制器。因此，控制系

统可以说由控制器和控制对象两部分组成。

输入信号。又叫输入量、控制量或给定量。从广义上讲，输入信号是指输入到系统中的各种信号，

包括对系统输出不利的扰动信号在内。一般来说，输入信号是指控制输出量变化规律的信号。

输出信号。又叫输出量、被控制量或被调节量。表征被控对象运动规律或状态的物理量。输

出信号是输入信号作用的结果，因此，它的变化规律应与输入信号之间保持确定的关系。

反馈信号。它是输出信号经过反馈元件变换后加到输入端的信号。若反馈信号的符号与输入

信号相同，称为正反馈；反之，称为负反馈。控制系统中的主反馈通常采用负反馈，以免系统失控。

系统中的局