机械控制工程基础在工作中的应用

机械控制工程基础在工作中的应用机械控制工程是研究控制论在机械工程中应用的科学。它是一门技术科学，也是一门跨控制论与机械工程领域的边缘学科。随着工业生产和科学技术的不断发展，机械工程控制论这门新兴学科越来越为人们所重视。原因是它不仅满足了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。随着信息化技术的普及，越来越多的事物与信息化技术相结合，引入控制工程的机械学科将抽象，依靠经验的控制概念以具体，可操作的方式展现出来。比如时域分析中二阶振荡环节的时域响应涉及到振动频率，系统激励，系统响应，响应幅值的概念，若以挑担的振动现象作为例子，人的行走是系统激励，挑担的上下振动就是系统响应，振动的大小是振动幅值。不同材质，不同尺寸，不同截面形状的挑担，振动的频率也不同。如果人行走的频率与挑担振动的频率相同，就会发生共振，货物按照人行走的频率，在随着人向前上下行走的同时，做上下振动，而这样人挑着货物就省力，这也是人们不把挑担做得太硬，而是具有一定弹性的原因。又如二阶欠阻尼系统中介绍无阻尼固有频率，有阻尼固有频率，和阻尼系数等概念时，老师列举了行驶在马路上的汽车发生上下颠簸的现象。汽车底盘上都有减震弹簧和阻尼器，目的是降低由于路面起伏引起车体上下振动的问题。如果弹簧太硬，阻尼系数太小起不到减振作用;如果弹簧太软，响应速度太慢，即使路面上没有起伏的情况，车体还在振动。因此，如何设计，计算减震弹簧和阻尼器参数，使汽车拥有合理的振动频率和阻尼比，得到缓冲减振的作用，同时，还要避免汽车振动频率与马路起伏频率相同的情况。这些事物都可以在工程控制的学习中找到原因。为了从繁杂的计算量中解放出来，数字化工具Matlab被应用到工程控制中。原本人工计算，不仅求解困难，而且画出的的图像也不甚准确，而Matlab快速准确的计算能力，强大的编程功能，为我们的工作学习提供了极大的灵活性与便利性，让我们可以方便地通过典型机械系统和机电系统的数学建模，系统性能的分析真正掌握控制理论解决工程问题的一套系统科学的方法。我们可以建立微分方程，化为传递函数，借助Matlab软件中的控制系统工具箱，进行系统脉冲响应，阶跃响应及频率响应等分析，以及进行PID校正装置设计。此外，绘制系统的奈奎斯特频率特性曲线，对数频率特性曲线，开环和闭环系统的阶跃响应和脉冲响应等内容也相当容易实现，我们不必把大量时间用于计算和绘图上，可以投入更多精力去思考控制工程的各种方法和要领。通过这一学期的学习，我认识到了控制工程在机械工程中的重要性，在今后的工作学习中，我将更好地运用这个工具。