機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)第2章機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析方法

1、第第2章章 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析方法機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析方法n2.12.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述n2.22.2 性能指標(biāo)及分配方法性能指標(biāo)及分配方法n2.3 2.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模和仿真機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模和仿真n2.42.4 系統(tǒng)的分析方法系統(tǒng)的分析方法n2.52.5 知識(shí)擴(kuò)展知識(shí)擴(kuò)展n機(jī)電一體化機(jī)電一體化設(shè)計(jì)是一個(gè)自上而下的過(guò)程設(shè)計(jì)是一個(gè)自上而下的過(guò)程，系統(tǒng)的功能和性能指標(biāo)在各子系統(tǒng)中的合系統(tǒng)的功能和性能指標(biāo)在各子系統(tǒng)中的合理分配是機(jī)電系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)；理分配是機(jī)電系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)；n機(jī)電一體化機(jī)電一體化系統(tǒng)分析則是自下而上的過(guò)程系統(tǒng)分析則是自下而上的過(guò)程

2、，是以系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析理論為基礎(chǔ)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)是以系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析理論為基礎(chǔ)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力等進(jìn)行驗(yàn)證的過(guò)程，定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力等進(jìn)行驗(yàn)證的過(guò)程，形式上有理論分析和仿真分析等；形式上有理論分析和仿真分析等；n設(shè)計(jì)和分析的基礎(chǔ)條件是系統(tǒng)的理論模型設(shè)計(jì)和分析的基礎(chǔ)條件是系統(tǒng)的理論模型的建立的建立 。性能指標(biāo)性能指標(biāo)產(chǎn)品（模型）產(chǎn)品（模型）性能指標(biāo)性能指標(biāo)設(shè)計(jì)分析產(chǎn)品（模型）產(chǎn)品（模型）2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述2.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的描述（什么是設(shè)計(jì)？）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的描述（什么是設(shè)計(jì)？）n從現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的觀念看，從現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的觀念看，“設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)”就是就是一個(gè)信息系統(tǒng)，輸入的是一個(gè)信息系統(tǒng)，輸入的是

3、需求需求，輸出是，輸出是設(shè)設(shè)計(jì)的結(jié)果計(jì)的結(jié)果。 n從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)分析，設(shè)計(jì)是一個(gè)由從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)分析，設(shè)計(jì)是一個(gè)由時(shí)時(shí)間、邏輯間、邏輯和和方法方法組成的三維系統(tǒng)。設(shè)計(jì)過(guò)組成的三維系統(tǒng)。設(shè)計(jì)過(guò)程中的每一個(gè)行為可以反映為此三維空間程中的每一個(gè)行為可以反映為此三維空間中的一個(gè)點(diǎn)。中的一個(gè)點(diǎn)。 時(shí)間維，描述按時(shí)間排列的設(shè)計(jì)目標(biāo)流程； 邏輯維，是解決問(wèn)題的邏輯步驟，是在設(shè)計(jì)的工作流程中的每一個(gè)階段內(nèi)所要進(jìn)行的工作內(nèi)容和遵循的思維程序； 方法維，是設(shè)計(jì)過(guò)程的各種思維方法、工作方法和涉及的相關(guān)領(lǐng)域知識(shí) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的類型機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的類型n開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)（全新設(shè)計(jì)）;n適應(yīng)性設(shè)計(jì)（原理方案不變，

4、僅對(duì)功能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)）;n變參數(shù)設(shè)計(jì)（僅改變部分結(jié)構(gòu)尺寸而形成系列產(chǎn)品） 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則n機(jī)電一體化設(shè)計(jì)要遵循產(chǎn)品的一般設(shè)計(jì)原則（在保證產(chǎn)品目的功能、性能和使用壽命的前提下，盡量降低成本），以計(jì)算機(jī)為輔助手段，充分利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，以多功能化，節(jié)能化，高效化滿足市場(chǎng)要求。n注意：產(chǎn)品的功能往往與操作有著直接關(guān)系，功能越多，操作越復(fù)雜。因此，在機(jī)電一體化產(chǎn)品向多功能化發(fā)展的同時(shí)，通過(guò)軟件來(lái)改善產(chǎn)品的操作性能。使產(chǎn)品向智能化發(fā)展。2.1.2設(shè)計(jì)工作流程設(shè)計(jì)工作流程 一個(gè)全新的機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程大體可以分為產(chǎn)品規(guī)劃、概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)三個(gè)階段。 產(chǎn)品規(guī)

5、劃階段產(chǎn)品規(guī)劃階段 包括包括需求分析需求分析、市場(chǎng)預(yù)測(cè)市場(chǎng)預(yù)測(cè)、技術(shù)可行性分析技術(shù)可行性分析，最后確定設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)制約條件，提出設(shè)計(jì)要最后確定設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)制約條件，提出設(shè)計(jì)要求，作為設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和決策的依據(jù)求，作為設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和決策的依據(jù) 。n需求分析：需求分析：認(rèn)識(shí)需求是一種創(chuàng)造性工作，設(shè)認(rèn)識(shí)需求是一種創(chuàng)造性工作，設(shè)計(jì)師應(yīng)深入實(shí)際、細(xì)致觀察、敏銳捕捉計(jì)師應(yīng)深入實(shí)際、細(xì)致觀察、敏銳捕捉市場(chǎng)市場(chǎng)的需求的需求，并及時(shí)完成產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和試制工作，并及時(shí)完成產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和試制工作 n市場(chǎng)預(yù)測(cè)：市場(chǎng)預(yù)測(cè)：產(chǎn)品的前期調(diào)研工作。調(diào)研內(nèi)容產(chǎn)品的前期調(diào)研工作。調(diào)研內(nèi)容可分為三個(gè)方面：可分為三個(gè)方面：面向用戶的產(chǎn)品市

6、場(chǎng)調(diào)面向用戶的產(chǎn)品市場(chǎng)調(diào)研研 ；面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)調(diào)研；面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)調(diào)研 ；面向產(chǎn)品；面向產(chǎn)品生命周期的社會(huì)環(huán)境調(diào)研。生命周期的社會(huì)環(huán)境調(diào)研。 n技術(shù)可行性分析技術(shù)可行性分析n內(nèi)容包括 ： 1）關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)路線； 2）可選技術(shù)方案 ； 3）主要性能指標(biāo)及技術(shù)規(guī)格的可行性 ； 4）主要技術(shù)風(fēng)險(xiǎn) ； 5）成本分析 ； 6）結(jié)論及產(chǎn)品建議 。技術(shù)可行性分析技術(shù)可行性分析根據(jù)產(chǎn)品的成本分析和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析，對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格、性能指標(biāo)和市場(chǎng)定位等參數(shù)提出修改建議，確定產(chǎn)品是否立項(xiàng)。產(chǎn)品立項(xiàng)應(yīng)給出生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求表，表中所列要求分為特征指標(biāo)、優(yōu)化指標(biāo)和尋常指標(biāo)，即包括新產(chǎn)品的功能要求、技術(shù)規(guī)格、性能指標(biāo)

7、、成本控制目標(biāo)等。 概念設(shè)計(jì)階段概念設(shè)計(jì)階段 n輸入的是產(chǎn)品規(guī)劃的結(jié)果設(shè)計(jì)要求表，輸出總體方案。機(jī)電一體化系統(tǒng)總體方案包括產(chǎn)品外觀和結(jié)構(gòu)布置方案、產(chǎn)品部件或子系統(tǒng)劃分及設(shè)計(jì)目標(biāo)、各部件或子系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)等三個(gè)方面，并給出詳細(xì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、驗(yàn)收規(guī)范及進(jìn)度計(jì)劃。n1）產(chǎn)品外觀和結(jié)構(gòu)布置方案；n2）產(chǎn)品部件或子系統(tǒng)劃分及設(shè)計(jì)目標(biāo) ；n3）各部件或子系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì) ；n4）制定詳細(xì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、驗(yàn)收規(guī)范及進(jìn)度計(jì)劃 。詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì) n根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，對(duì)各零部件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，確定各零部件的形狀、尺寸、材料等參數(shù)，設(shè)計(jì)控制軟件、設(shè)計(jì)電子、電氣系統(tǒng)的電路，選用合適的元件，繪制詳細(xì)的零件圖、裝配圖等工程圖，

8、編寫(xiě)詳細(xì)的設(shè)計(jì)技術(shù)資料。詳細(xì)設(shè)計(jì)還包括制定產(chǎn)品制造工藝和質(zhì)量檢驗(yàn)等內(nèi)容。n詳細(xì)設(shè)計(jì)必須按照總體的要求進(jìn)行，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還可能伴隨著許多的實(shí)驗(yàn)研究和零部件的試制，以確定相關(guān)參數(shù)。 2.2 性能指標(biāo)及分配方法性能指標(biāo)及分配方法1、使用要求與性能指標(biāo)使用要求與性能指標(biāo) 從產(chǎn)品的使用要求的角度看，性能指從產(chǎn)品的使用要求的角度看，性能指標(biāo)可劃分為標(biāo)可劃分為功能性指標(biāo)功能性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和和安全性指標(biāo)安全性指標(biāo)等三類。等三類。n 功能性指標(biāo)功能性指標(biāo) ：定義產(chǎn)品在預(yù)定的壽命期間有效地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的全部功能要求，包括功能范圍、精度指標(biāo)、可靠性指標(biāo)和維修性指標(biāo)等。 n經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) ：反映用戶獲

9、得所需功能和性能的產(chǎn)品需要付出的費(fèi)用高低；對(duì)于生產(chǎn)者則是完成產(chǎn)品生產(chǎn)制造的成本。對(duì)于生產(chǎn)者和用戶都希望在獲得相同產(chǎn)品的同時(shí)成本/費(fèi)用越低越好。對(duì)于用戶其成本包括購(gòu)置和使用費(fèi)用。n安全性指標(biāo)安全性指標(biāo) ：需要根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)確定，它既指產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)操作者和周圍其他人員的人身安全的危害程度，又指產(chǎn)品本身因其它原因受損壞的可能性。 n2、優(yōu)化設(shè)計(jì)與性能指標(biāo)、優(yōu)化設(shè)計(jì)與性能指標(biāo) 從設(shè)計(jì)的角度劃分性能指標(biāo)，有特征指標(biāo)、優(yōu)化指標(biāo)和尋常指標(biāo)三類，它們?cè)谠O(shè)計(jì)中的限定作用不同。n特征指標(biāo)：決定產(chǎn)品功能和基本性能的指標(biāo)，是設(shè)計(jì)中必須滿足的指標(biāo)，構(gòu)成機(jī)電系統(tǒng)優(yōu)化模型的約束。 n優(yōu)化指標(biāo)：優(yōu)化指標(biāo)：又稱為評(píng)價(jià)指標(biāo)，

10、用來(lái)進(jìn)行方案比較的指標(biāo)，其限定作用弱于特征指標(biāo)，可作為機(jī)電系統(tǒng)優(yōu)化模型的優(yōu)化目標(biāo)。 n尋常指標(biāo)：尋常指標(biāo)：作為常規(guī)要求的指標(biāo)，一般不定量描述且不出現(xiàn)在優(yōu)化設(shè)計(jì)模型中，只需用常規(guī)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行保證。 3、性能指標(biāo)分配、性能指標(biāo)分配n分配的目的是合理限定各子系統(tǒng)對(duì)總體性能指標(biāo)的影響程度，是系統(tǒng)整體優(yōu)化的保障。n由于機(jī)電系統(tǒng)方案的多樣性，各子系統(tǒng)的形式不同，因此必須逐一列出它們的作用形式。這些內(nèi)容包括：相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)參數(shù)受到的特征指標(biāo)約束、設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)優(yōu)化指標(biāo)的影響等三個(gè)方面。 性能指標(biāo)分配性能指標(biāo)分配根據(jù)表根據(jù)表2-1列出部分可行性方案的總成本表。列出部分可行性方案的總成本表。n系統(tǒng)模型系統(tǒng)模型

11、系統(tǒng)模型是對(duì)系統(tǒng)的特征與變化規(guī)律的一種定量抽象，是人們用以認(rèn)識(shí)事物的一種手段或工具，系統(tǒng)模型一般包括物理模型、數(shù)學(xué)模型和描述模型三種類型。 物理模型就是根據(jù)相似原理，把真實(shí)系統(tǒng)按比例放大或縮小制成的模型，其狀態(tài)變量與原系統(tǒng)完全相同。 數(shù)學(xué)模型是一種用數(shù)學(xué)方程或信號(hào)流程圖、結(jié)構(gòu)圖等來(lái)描述系統(tǒng)性能的模型，描述模型是一種抽象的。不能或很難用數(shù)學(xué)方法描述的，只能用自然語(yǔ)言或程序語(yǔ)言描述的系統(tǒng)模型。n系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真 在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行前，也希望對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施結(jié)果加以預(yù)測(cè)，以便選擇正確、高效的運(yùn)行策略或提前消除設(shè)計(jì)中的缺陷，最大限度地提高實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行水平，采用仿真技術(shù)可以省時(shí)省力省錢地達(dá)到上述目的。2.3

12、機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模和仿真機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模和仿真2.3 機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模和仿真機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模和仿真n機(jī)電一體化系統(tǒng)仿真是建立在其數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)之上，因此需要首先用數(shù)學(xué)形式描述各類系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即建立它們的數(shù)學(xué)模型。模型確定之后，還必須尋求合理的求解數(shù)學(xué)模型的方法，即數(shù)值算法，才能得到正確的仿真結(jié)果。從而對(duì)機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估或目標(biāo)優(yōu)化，保證機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更為合理和完善。 機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的實(shí)際過(guò)程是一個(gè)交互過(guò)程，在概念設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要不斷地進(jìn)行驗(yàn)證和修改驗(yàn)證和修改。 機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)交互過(guò)程發(fā)交互過(guò)程n圖示為電樞控制式直流電動(dòng)機(jī)的工作原理圖。圖中電機(jī)線圈的電流

13、為i；L與R為線圈的電感與電阻；電機(jī)的輸入電壓為u；折算到電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為JM；電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速分別為T和；KE和KT分別為電樞的電勢(shì)常數(shù)和轉(zhuǎn)矩常數(shù)，試求輸出轉(zhuǎn)速與輸入電壓之間的傳遞函數(shù)（數(shù)學(xué)模型）。 2.3.4機(jī)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型舉例：機(jī)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型舉例：MJiu圖 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理解：由題可得： （1）當(dāng)激磁磁場(chǎng)不變時(shí)，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩T正比于電樞電流： T=KTi； （2）當(dāng)電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電樞中會(huì)感應(yīng)反電勢(shì)eb，其值正比于轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度：eb=KE （3）電樞回路的微分方程為： （4）電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩平衡方程為：T=JM, （5）求拉氏變換及聯(lián)立求解得：（Ls+R）I(s)

14、+KE(s)=U(s)輸出轉(zhuǎn)速與輸入電壓之間的傳遞函數(shù)：sJRLsKKKsUsMETT)()()(ueRidtdiLbn2.3.5系統(tǒng)仿真的類型和一般流程系統(tǒng)仿真的類型和一般流程 根據(jù)模型的物理屬性，系統(tǒng)仿真有：根據(jù)模型的物理屬性，系統(tǒng)仿真有：物理仿物理仿真真、數(shù)學(xué)仿真數(shù)學(xué)仿真和和半實(shí)物仿真半實(shí)物仿真。物理仿真：物理仿真：按照真實(shí)系統(tǒng)的物理性質(zhì)構(gòu)造系按照真實(shí)系統(tǒng)的物理性質(zhì)構(gòu)造系統(tǒng)的物理模型，并在物理模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)統(tǒng)的物理模型，并在物理模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程稱為物理仿真。的過(guò)程稱為物理仿真。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：直觀、形象。直觀、形象。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：模型改變困難，模型改變困難，實(shí)驗(yàn)限制多，投資較大實(shí)驗(yàn)限制多

15、，投資較大。 數(shù)學(xué)仿真：數(shù)學(xué)仿真：對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行抽象，并將其特對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行抽象，并將其特性用數(shù)學(xué)關(guān)系加以描述而得到系統(tǒng)的數(shù)學(xué)性用數(shù)學(xué)關(guān)系加以描述而得到系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程稱為數(shù)模型，對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程稱為數(shù)學(xué)仿真。學(xué)仿真。 優(yōu)點(diǎn)：方便、靈活、經(jīng)濟(jì)方便、靈活、經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：受限于系受限于系統(tǒng)建模技術(shù)，即系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型不易建立統(tǒng)建模技術(shù)，即系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型不易建立。 半實(shí)物仿真：半實(shí)物仿真：將數(shù)學(xué)模型與物理模型甚至實(shí)將數(shù)學(xué)模型與物理模型甚至實(shí)物聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。物聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 n 系統(tǒng)仿真時(shí)模型所采用的時(shí)鐘稱為系統(tǒng)仿真時(shí)模型所采用的時(shí)鐘稱為仿真仿真時(shí)鐘，時(shí)鐘，而實(shí)際動(dòng)態(tài)系

16、統(tǒng)的時(shí)鐘稱為而實(shí)際動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的時(shí)鐘稱為實(shí)際時(shí)實(shí)際時(shí)鐘鐘。根據(jù)仿真時(shí)鐘與實(shí)際時(shí)鐘的比例關(guān)系，。根據(jù)仿真時(shí)鐘與實(shí)際時(shí)鐘的比例關(guān)系，仿真又分為仿真又分為實(shí)時(shí)、亞實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)、亞實(shí)時(shí)和和超實(shí)時(shí)超實(shí)時(shí)仿真三仿真三種。種。n實(shí)時(shí)仿真：實(shí)時(shí)仿真：即仿真時(shí)鐘與實(shí)際時(shí)鐘完全一即仿真時(shí)鐘與實(shí)際時(shí)鐘完全一致。模型仿真的速度與實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行的速致。模型仿真的速度與實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行的速度相同。當(dāng)被仿真的系統(tǒng)中存在物理模型度相同。當(dāng)被仿真的系統(tǒng)中存在物理模型或?qū)嵨飼r(shí)，必須進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。或?qū)嵨飼r(shí)，必須進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。 n亞實(shí)時(shí)仿真：亞實(shí)時(shí)仿真：即仿真時(shí)鐘慢于實(shí)際時(shí)鐘。即仿真時(shí)鐘慢于實(shí)際時(shí)鐘。模型仿真的速度慢于實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行的速度，模型仿真

17、的速度慢于實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行的速度，也稱為也稱為離線仿真離線仿真。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析過(guò)程中，多為亞實(shí)時(shí)仿真。過(guò)程中，多為亞實(shí)時(shí)仿真。n超實(shí)時(shí)仿真：超實(shí)時(shí)仿真：即仿真時(shí)鐘快于實(shí)際時(shí)鐘，即仿真時(shí)鐘快于實(shí)際時(shí)鐘，則模型仿真的速度快于實(shí)際。則模型仿真的速度快于實(shí)際。 仿真的一般步驟2.4 系統(tǒng)的分析方法系統(tǒng)的分析方法n什么是機(jī)電系統(tǒng)的分析？目的是什么？什么是機(jī)電系統(tǒng)的分析？目的是什么？ 用自動(dòng)控制理論（主要采用用自動(dòng)控制理論（主要采用數(shù)學(xué)方法數(shù)學(xué)方法）對(duì)系統(tǒng)）對(duì)系統(tǒng)的的輸入（輸入（主要是某種典型輸入信號(hào)主要是某種典型輸入信號(hào)）與輸出的）與輸出的關(guān)系關(guān)系進(jìn)行分析的方法。目的是驗(yàn)證系統(tǒng)的

18、進(jìn)行分析的方法。目的是驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。注：注：典型信號(hào)好：如交流電機(jī)輸入電壓（典型信號(hào)好：如交流電機(jī)輸入電壓（220V或或380V）. 穩(wěn)定性穩(wěn)定性是保證系統(tǒng)正常工作的先決條件。響應(yīng)能力主是保證系統(tǒng)正常工作的先決條件。響應(yīng)能力主要指系統(tǒng)反應(yīng)的要指系統(tǒng)反應(yīng)的快速性快速性和和準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性。2.4 系統(tǒng)的分析方法系統(tǒng)的分析方法n分析的方法：在經(jīng)典的控制理論中，常用分析的方法：在經(jīng)典的控制理論中，常用 時(shí)域分析法時(shí)域分析法、 根軌跡法根軌跡法、 頻域分析法頻域分析法 這些方法有各自不同的特點(diǎn)和適用范圍，這些方法有各自不同的特點(diǎn)和適用范圍，但是比較而言，但是比較而言，時(shí)域分析法時(shí)域分析法是一種直接在時(shí)間是一種直接在時(shí)間域中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析的方法，具有域中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析的方法，具有直觀、準(zhǔn)確直觀、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，并且可以提供系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的全部信的優(yōu)點(diǎn)，并且可以提供系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的全部信息。息。2.4.1 時(shí)域的響應(yīng)函數(shù)分析時(shí)域的響應(yīng)函數(shù)分