实验报告 ( 2016-2017年度第二学期) 名称：《现代控制理论基础》 题目：状态空间模型分析 院系：控制科学与工程学院 班级： ___ 学号： __ 学生姓名： ______ 指导教师： _______ 成绩： 日期： 2017年 4月 15日
线控实验报告 一、实验目的： l.加强对现代控制理论相关知识的理解； 2.掌握用 matlab 进行系统李雅普诺夫稳定性分析、能控能观性分析； 二、实验内容 1 第一题：已知某系统的传递函数为G (s) S23S2 求解下列问题： （1）用 matlab 表示系统传递函数 num=[1]; den=[1 3 2]; sys=tf(num,den); sys1=zpk([],[-1 -2],1); 结果： sys = 1 ------------- s^2 + 3 s + 2 sys1 = 1 ----------- (s+1) (s+2) （2）求该系统状态空间表达式： [A1,B1,C1,D1]=tf2ss(num,den); A = -3-2 10 B = 1 C = 0 1
第二题：已知某系统的状态空间表达式为： 321 A ,B,C 01：10 求解下列问题： （1）求该系统的传递函数矩阵： （2）该系统的能观性和能空性： （3）求该系统的对角标准型： （4）求该系统能控标准型： （5）求该系统能观标准型： （6）求该系统的单位阶跃状态响应以及零输入响应：解题过程： 程序： A=[-3 -2;1 0];B=[1 0]';C=[0 1];D=0; [num,den]=ss2tf(A,B,C,D); co=ctrb(A,B); t1=rank(co); ob=obsv(A,C); t2=rank(ob); [At,Bt,Ct,Dt,T]=canon(A,B,C,D, 'modal' ); [Ac,Bc,Cc,Dc,Tc]=canon(A,B,C,D, 'companion' ); Ao=Ac'; Bo=Cc'; Co=Bc'; 结果： （1） num = 0 01 den = 1 32 （2）能控判别矩阵为： co = 1-3 0 1 能控判别矩阵的秩为： t1 = 2 故系统能控。 （3）能观判别矩阵为： ob = 0 1
汽车底盘构造习题解答 14—1、汽车传动系中为什么要装离合器？ （1）保证汽车平稳起步 切断和实现对传动系的动力传递，以保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地结合，确保汽车平稳起步。 （2）保证换档时工作平稳 在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击。 （3）防止传动系过载 在工作中受到大的动载荷时，能限制传动系所受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏。 14—2、为何离合器从动部分的转动惯量要尽可能小？ 从动部分的转动惯量尽量小一些。这样，在离合器分离时能迅速中断动力传动；另外，在分离离合器换档时，与变速器输入轴相连部件的转速就比较容易减小，从而减轻换档时齿轮间的冲击。 14—3、为了使离合器接合柔和，常采用什么措施？ 在操作上要轻放离合器踏板；在结构上通常将从动盘径向切槽分割成扇形，沿周向翘曲成波浪形使其具有轴向弹性，接合柔和。 14—4、膜片弹簧离合器有何优缺点？ 优点：（1）弹簧压紧力在摩擦片允许磨损的范围内基本不变 （2）结构简单，轴向尺寸小，零件数目少 （3）操纵轻便，省力 （4）高速旋转时性能较稳定 （5）压力分布均匀，摩擦片磨损均匀 （6）散热通风好，使用寿命长 （7）平衡性好 （8）有利于批量生产，降低制造成本 缺点：制造工艺及尺寸精度要求严格使生产工艺复杂。 15—1、在普通变速器中，第二轴的前端为什么采用滚针轴承支承？为了润滑滚针轴承，在结构上都采取了哪些措施？ 因为一轴上的常啮合齿轮较小，支承孔较小，只能布置滚针轴承。且二轴上的斜齿轮主要产生轴向力，滚针轴承能承受较大的轴向力，可满足要求。在二轴的齿轮上钻有润滑油孔以润滑滚针轴承。 15—2、在变速器的同步器中，常把接合齿圈与常啮斜齿轮制成两体（二者通过花键齿连接），这是为什么？接合齿圈把由常啮斜齿轮传来的转矩传给接合套，但接合齿圈的
《汽车构造》姓名： 班级： 学号：
目录 目录 (1) 实验一汽车总体构造认识 (2) 实验二曲柄连杆机构、配气机构认识 (4) 实验三汽车传动系认识 (9)
实验一汽车总体构造认识 一、实验目的 汽车构造课程实验教学的主要目的是为了配合课堂教学，使学生建立起对汽车总体及各总成的感性认识，从而加深和巩固课堂所学知识。 1、掌握解汽车基本组成及各组成功用； 2、了解发动机总体结构和作用； 3、了解底盘的总体结构和作用； 4、了解车身的总体结构和作用。 二、实验内容 通过认真观察，分析各种汽车的整体结构及组成。掌握汽车的四大组成部分，各主要总成的名称和安装位置，发动机的基本构成。 三、实验步骤 学生在实验指导人员讲解下，对于不同型号的汽车和发动机进行动态的现场学习。 1．观察各种汽车的整体结构及组成； 2．观察、了解各主要汽车总成的名称、安装位置和功用； 3．根据实物了解发动机的基本构成。 四．分析讨论题 1、汽车由哪些部分组成？各个组成部分的功用是什么？请就你分析的汽车来说 明。 汽车主要由四部分构成：发动机、底盘、车身、电子及电器设备 1)、发动机：汽车的核心，动力的提供者 2)、底盘：作为汽车的基体，发动机、车身、电器设备都直接或间接的安装在
底盘上，是使汽车运动并按驾驶员操纵而正常行驶的部件。 3)、车身：车身是驾驶员工作及容纳乘客和货物的场所。 4)、电器与电子设备：是使汽车行驶安全及驾驶员操纵方便以及其他方面所必要的。 2、观察各汽车的总布置形式。 1)、前置前驱：优点是动力流失小，传输快，容易驾驶，制造成本地，缺点是操控性跟不上，极限低，比如奥迪A8L 3.0。 2)、前置后驱：优点是平稳，操控直接，驾驶极限高，缺点是动力流失比较大，因为要经过传动轴把发动机的动力传到后轮需要时间，所以对发动机的动力要求大，比如宝马的7系。 3)、前置四驱：优点是动力响应快，极限状态下车的稳定性好，弯道平稳，缺点是油耗大，操控不直接，比如奥迪的A8L 6.0 W12。 4)、中置后驱：动力响应快，驾驶感受很直接，缺点是车辆难控制，对驾驶技术要求高，比如保时捷的波尔斯特。 5)、后置后驱：优点是动力响应极好，弯道提速快，终极操控，缺点是最难驾驶，一般的技术很难驾驭，比如保时捷911系列。 3、发动机的总体结构和工作过程分析（以汽油机为例）。 汽油机由两大机构和五大系统机构组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成。 四冲程汽油机工作原理汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。 1)吸气冲程活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启，排 气门关闭，曲轴转动180°。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸，并在汽
- 现代控制理论课程总结 学习心得 从经典控制论发展到现代控制论,是人类对控制技术认识上的一次飞跃。现代控制论是用状态空间方法表示,概念抽象,不易掌握。对于《现代控制理论》这门课程，在刚拿到课本的时候，没上张老师的课之前，咋一看，会认为开课的内容会是上学期学的控制理论基础的累赘或者简单的重复，更甚至我还以为是线性代数的复现呢！根本没有和现代控制论联系到一起。但后面随着老师讲课的风格的深入浅出，循循善诱，发现和自己想象的恰恰相反，张老师以她特有的讲课风格，精心准备的 ppt 课件，向我们展示了现代控制理论发展过程，以及该掌握内容的方方面面，个人觉得，我们不仅掌握了现代控制理论的理论知识，更重要的是学会了掌握这门知识的严谨的逻辑思维和科学的学习方法，对以后学习其他知识及在工作上的需要大有裨益，总之学习了这门课让我受益匪浅。 由于我们学习这门课的课时不是很多，并结合我们学生学习的需求及所要掌握的课程深入程度，张老师根据我们教学安排需要，我们这学期学习的内容主要有： 1.绪论；2.控制系统的状态表达式；3.控制系统状态表达式的解；4.线性系统的能空性和能观性；5.线性定常系统的综合。而状态变量和状态空间表达式、状态转移矩阵、系统的能控性与能观性以及线性定常系统的综合是本门课程的主要学习内容。当然学习的内容还包括老师根据多年教学经验及对该学科的研究的一些深入见解。 在现代科学技术飞速发展中,伴随着学科的高度分化和高度综合,各学科之间相互交叉、相互渗透,出现了横向科学。作为跨接于自然科学和社会科学的具有横向科学特点的现代控制理论已成为我国理工科大学高年级的必修课。 经典控制理论的特点 经典控制理论以拉氏变换为数学工具，以单输入－单输出的线性定常系统为主要的研究对象。将描述系统的微分方程或差分方程变换到复数域中，得到系统的传递函数，并以此作为基础在频率域中对系统进行分析和设计，确定控制器的结构和参数。通常是采用反馈控制，构成所谓闭环控制系统。经典控制理论具有明显的局限性，突出的是难以有效地应用于时变系统、多变量系统，也难以揭示系统更为深刻的特性。当把这种理论推广到更为复杂的系统时，经典控制理论就显得无能为力了，这是因为它的以下几个特点所决定。 [ 1．经典控制理论只限于研究线性定常系统，即使对最简单的非线性系统也是无法处理的；这就从本质上忽略了系统结构的内在特性，也不能处理输入和输出皆大于1的系统。实际上，大多数工程对象都是多输入－多输出系统，尽管人们做了很多尝试，但是，用经典控制理论设计这类系统都没有得到满意的结果；2．经典控制理论采用试探法设计系统。即根据经验选用合适的、简单的、工程上易于实现的控制器，然后对系统进行分析，直至找到满意的结果为止。虽然这
华北电力大学 实验报告| | 实验名称状态空间模型分析 课程名称现代控制理论 | | 专业班级：自动化1201 学生姓名：马铭远 学号：2 成绩： 指导教师：刘鑫屏实验日期：4月25日
状态空间模型分析 一、实验目的 1.加强对现代控制理论相关知识的理解； 2.掌握用 matlab 进行系统李雅普诺夫稳定性分析、能控能观性分析； 二、实验仪器与软件 1. MATLAB7.6 环境 三、实验内容 1 、模型转换 图 1、模型转换示意图及所用命令 传递函数一般形式： MATLAB 表示为： G=tf(num,den)，，其中 num,den 分别是上式中分子，分母系数矩阵。 零极点形式： MATLAB 表示为：G=zpk(Z,P,K) ，其中 Z，P ，K 分别表示上式中的零点矩阵，极点矩阵和增益。 传递函数向状态空间转换：[A,B,C,D] = TF2SS(NUM,DEN)； 状态空间转换向传递函数：[NUM,DEN] = SS2TF(A,B,C,D,iu)---iu 表示对系统的第 iu 个输入量求传递函数；对单输入 iu 为 1。
例1：已知系统的传递函数为G（S）= 2 2 3 24 11611 s s s s s ++ +++ ,利用matlab将传递函数 和状态空间相互转换。 解：1.传递函数转换为状态空间模型： NUM=[1 2 4];DEN=[1 11 6 11]; [A,B,C,D] = tf2ss(NUM,DEN) 2.状态空间模型转换为传递函数： A=[-11 -6 -11;1 0 0;0 1 0];B=[1;0;0];C=[1 2 4];D=[0];iu=1; [NUM,DEN] = ss2tf(A,B,C,D,iu); G=tf(NUM,DEN) 2 、状态方程状态解和输出解 单位阶跃输入作用下的状态响应： G=ss(A,B,C,D);[y,t,x]=step(G);plot(t,x). 零输入响应 [y,t,x]=initial(G,x0)其中，x0 为状态初值。
《汽车构造》课程 一、制定实验教学大纲依据 本大纲根据《汽车构造》教学大纲对学生实验能力培养要求而制定。二、本课程实验教学的地位和作用 汽车构造拆装实验是了解汽车构造的重要教学环节，通过本实验课使同学建立汽车构造整体概念和实物概念。进一步巩固课堂讲授内容和深入了解各总成部件的构造细节。初步熟悉汽车部件的拆装过程及其操作技能，为后继专业课程教学及专业性生产实习准备必要条件。 三、本课程实验教学基本理论与技术内容 汽车构造讲授以汽车为研究对象、研究汽车各总成的工作原理和主要零部件的功用。汽车结构认识与拆装实验的教学方式有实物讲授、分解观察及自行观察三种。实物讲授是课堂讲授的继续。这部分内容，由于在课堂上较难讲清楚，故在课堂上略讲甚至不讲，而移到实验课中实物讲授。分解观察是对一个部件进行分解，分析其构造细节，初步掌握部件的分解和装复的技能。自行观察的内容，应联系课堂讲授的有关内容，进行独立思考和分析求得解决。实物是结构实验室的现有实物设备中选出的结构实物。 四、学生应达到的实验能力标准 1.掌握汽车及发动机的总体构造。 通过实验对汽车及发动机的组成、总布置型式、各总成有一个初步认识；了解各组成部分的基本功用及在结构上的相互关系；初步了解不同类型的汽车（解放CA1091型汽车、4×2轿车、发动机前置后轮驱动与发动机前置前轮驱动汽车和4×4越野车）的总体构造及发动机（水冷汽油机、水冷柴油机、风冷发动机）的结构特征和支撑形式（三点支撑、四点支撑）。 2.掌握发动机曲柄连杆机构、配气机构、润滑系及冷却系的组成及主要零部件的结构和工作原理；初步掌握发动机拆装工艺及各部间隙的调整方法；了解润滑油路和冷却水路的布置及清理方法。 3.了解汽油机供给系典型化油器的构造，各供油系统的功用及供油原理；了解汽油机供给系的组成、供油路线及组成件的构造。掌握电控汽油喷射系统的工作原理及其典型结构。 4. 了解柴油机供油系的组成及供油路线、各组成件构造及工作原理；掌握柴油机供给系喷油泵两级式调速器和全程式调速器的结构、工作原理及调整
《汽车总体结构及使用认识》课程标准 一、概述 （一）课程性质 本课程是三年制中职、五年制高职汽车运用与维修专业的专业基础课程之一。（二）课程基本理念 1．以完成工作任务为目标，注重理实一体教学； 2．通过现场构件的辨识，对汽车各组成有感性的认识； 3．通过现场实物，明确各组成及部件之间的位置关系 （三）课程设计思路 1.课程框架结构
2.学分和学时分配 本课程为考查科目，根据实践态度与项目考核综合评定，总学分为2学分，周课时为2学时，总课时为38课时，其中理论课时为4课时，实践课时为34课时。 3.对学生选课的建议 本课程为汽车专业入门知识，以引导激趣为主，建议在第一学年的第2学期设置。 二、课程目标 打破“学科本位型”的课程模式，以“实用”、“够用”为原则，建立“能力本位型”的课程模式。本课程以实践活动为主线，以学习者为中心，以顺利过渡到专业核心课程为前提，突出现场教学的作用，让学生与汽车各组成部件亲密接触，具备深刻印象。 创造出能发挥学生主动性的学习环境和学习资源条件，实现个性化教学。使学生有机会在一定程度上根据需要选择学习进度、学习资源和学习方法，并评价自己的学习成果。培养学生自主学习、协作学习和解决综合问题的能力，为学生在职业生涯中顺利进入汽车运用行业奠定良好发展基础。 （一）总目标 通过任务引领，项目驱动的活动，使学生培养专业兴趣，培养自主学习、团队协作学习能力，对汽车有初步和整体认识。 按照汽车的总体结构，在学生有了整体概念后，分别对汽车发动机、汽车底盘、汽车电气设备、汽车车身四大部分有具体的认识，了解整体件与组成件、主件与附件的结构特点与位置关系，并对各组成部件的材料、性能、作用有初步印象，同时将汽车新技术知识进行补充与融合，让师生共同对汽车结构知识与时俱进。 （二）具体目标 1．素质教学目标 （1）车间5S管理素质教育 （2）好学、勤记、多问的素质 2．知识教学目标 （1）汽车各总成结构的认识 （2）发动机各机构、系统的组成件结构认识 （3）底盘各系统的组成件结构认识
现代控制理论实验报告
实验一系统能控性与能观性分析 一、实验目的 1.理解系统的能控和可观性。 二、实验设备 1.THBCC-1型信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台； 三、实验容 二阶系统能控性和能观性的分析 四、实验原理 系统的能控性是指输入信号u对各状态变量x的控制能力，如果对于系统任意的初始状态，可以找到一个容许的输入量，在有限的时间把系统所有的状态引向状态空间的坐标原点，则称系统是能控的。 对于图21-1所示的电路系统，设iL和uc分别为系统的两个状态变量，如果电桥中 则输入电压ur能控制iL和uc状态变量的变化，此时，状态是能控的。反之，当 时，电桥中的A点和B点的电位始终相等，因而uc不受输入ur的控制，ur只能改变iL的大小，故系统不能控。 系统的能观性是指由系统的输出量确定所有初始状态的能力，如果在有限的时间根据系统的输出能唯一地确定系统的初始状态，则称系统能观。为了说明图21-1所示电路的能观性，分别列出电桥不平衡和平衡时的状态空间表达式： 平衡时：
由式（2）可知，状态变量iL和uc没有耦合关系，外施信号u只能控制iL的变化，不会改变uc的大小，所以uc不能控。基于输出是uc，而uc与iL无关连，即输出uc中不含有iL的信息，因此对uc的检测不能确定iL。反之式（1）中iL与uc有耦合关系，即ur的改变将同时控制iL和uc的大小。由于iL与uc的耦合关系，因而输出uc的检测，能得到iL 的信息，即根据uc的观测能确定iL（ω） 五、实验步骤 1．用2号导线将该单元中的一端接到阶跃信号发生器中输出2上，另一端接到地上。将阶跃信号发生器选择负输出。 2．将短路帽接到2K处，调节RP2，将Uab和Ucd的数据填在下面的表格中。然后将阶跃信号发生器选择正输出使调节RP1，记录Uab和Ucd。此时为非能控系统，Uab和Ucd没有关系（Ucd始终为0）。 3．将短路帽分别接到1K、3K处，重复上面的实验。 六、实验结果 表20－1Uab与Ucd的关系 Uab Ucd
《汽车构造》 姓名： 班级： 学号: 目录 目录.........................................................................................错误!未定义书签。实验一汽车总体构造认识.........................................................错误!未定义书签。实验二曲柄连杆机构、配气机构认识?错误!未定义书签。 实验三汽车传动系认识?错误!未定义书签。 实验一汽车总体构造认识 一、实验目得 汽车构造课程实验教学得主要目得就是为了配合课堂教学，使学生建立起对汽车总体及各总成得感性认识，从而加深与巩固课堂所学知识。 1、掌握解汽车基本组成及各组成功用; 2、了解发动机总体结构与作用; 3、了解底盘得总体结构与作用; 4、了解车身得总体结构与作用。 二、实验内容 通过认真观察,分析各种汽车得整体结构及组成。掌握汽车得四大组成部分，各主要总成得名称与安装位置,发动机得基本构成。 三、实验步骤 学生在实验指导人员讲解下，对于不同型号得汽车与发动机进行动态得现场学习。
1。观察各种汽车得整体结构及组成; 2。观察、了解各主要汽车总成得名称、安装位置与功用； 3。根据实物了解发动机得基本构成。 四。分析讨论题 1、汽车由哪些部分组成？各个组成部分得功用就是什么？请就您分析得汽车来 说明。 汽车主要由四部分构成：发动机、底盘、车身、电子及电器设备1）、发动机：汽车得核心，动力得提供者 2)、底盘：作为汽车得基体,发动机、车身、电器设备都直接或间接得安装在底盘上，就是使汽车运动并按驾驶员操纵而正常行驶得部件。 ３）、车身:车身就是驾驶员工作及容纳乘客与货物得场所.?4)、电器与电子设备:就是使汽车行驶安全及驾驶员操纵方便以及其她方面所必要得。? 2、观察各汽车得总布置形式。 1)、前置前驱:优点就是动力流失小,传输快,容易驾驶,制造成本地，缺点就是操控性跟不上，极限低,比如奥迪Ａ８L 3、0. ２）、前置后驱:优点就是平稳，操控直接, 驾驶极限高, 缺点就是动力流失比较大，因为要经过传动轴把发动机得动力传到后轮需要时间,所以对发动机得动力要求大, 比如宝马得７系。 ３）、前置四驱: 优点就是动力响应快，极限状态下车得稳定性好,弯道平稳,缺点就是油耗大,操控不直接，比如奥迪得Ａ8Ｌ６、0 W12。 ４)、中置后驱：动力响应快，驾驶感受很直接，缺点就是车辆难控制，对驾驶技术要求高,比如保时捷得波尔斯特。 5）、后置后驱：优点就是动力响应极好,弯道提速快,终极操控,缺点就是最难驾驶，一般得技术很难驾驭, 比如保时捷９11系列。 3、发动机得总体结构与工作过程分析（以汽油机为例)。 汽油机由两大机构与五大系统机构组成,即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系与起动系组成。 四冲程汽油机工作原理汽油机就是将空气与汽油以一定得比例混合成良好
汽车底盘构造课后习题解答14—1、汽车传动系中为什么要装离合器？ （1）保证汽车平稳起步 切断和实现对传动系的动力传递，以保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地结合，确保汽车平稳起步。 （2）保证换档时工作平稳 在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击。 （3）防止传动系过载 在工作中受到大的动载荷时，能限制传动系所受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏。 14—2、为何离合器从动部分的转动惯量要尽可能小？ 从动部分的转动惯量尽量小一些。这样，在离合器分离时能迅速中断动力传动；另外，在分离离合器换档时，与变速器输入轴相连部件的转速就比较容易减小，从而减轻换档时齿轮间的冲击。 14—3、为了使离合器接合柔和，常采用什么措施？ 在操作上要轻放离合器踏板；在结构上通常将从动盘径向切槽分割成扇形，沿周向翘曲成波浪形使其具有轴向弹性，接合柔和。 14—4、膜片弹簧离合器有何优缺点？ 优点：（1）弹簧压紧力在摩擦片允许磨损的范围内基本不变 （2）结构简单，轴向尺寸小，零件数目少 （3）操纵轻便，省力 （4）高速旋转时性能较稳定 （5）压力分布均匀，摩擦片磨损均匀 （6）散热通风好，使用寿命长 （7）平衡性好 （8）有利于批量生产，降低制造成本 缺点：制造工艺及尺寸精度要求严格使生产工艺复杂。 15—1、在普通变速器中，第二轴的前端为什么采用滚针轴承支承？为了润滑滚针轴承，在结构上都采取了哪些措施？ 因为一轴上的常啮合齿轮较小，支承孔较小，只能布置滚针轴承。且二轴上的斜齿轮主要产生轴向力，滚针轴承能承受较大的轴向力，可满足要求。在二轴的齿轮上钻有润滑油孔以润滑滚针轴承。 15—2、在变速器的同步器中，常把接合齿圈与常啮斜齿轮制成两体（二者通过花键齿
普通车床结构剖析实验报告范文 篇一：普通车床结构剖析实验报告 一、实验目的 普通车床具有较典型的机械传动系统及操纵机构，应用了较多的机械传动机构如带传动、齿轮传动、链传动、摩擦传动、螺旋机构、凸轮机构、曲柄机构、杠杆机构等等和较多的机械零件如轴承、齿轮、链轮、带轮、键、花键、联轴器、离合器等零件。 本实验的目的一是了解这些机构和零件是怎样组合完成一定的功用的；二是掌握以普通车床为代表的机床各部件的传动系统的传动原理及路线、结构特点和功用。 二、实验内容 1、了解车床的用途、布局、各操纵手柄的作用和操作方法； 2、了解主运动、进给运动的传动路线； 2．了解主运动、进给运动的调整方法； 3、了解和分析机床主要机构的构造及工作原理。 三、实验设备 CA6140一台、CA6140透明模型一台 四、实验步骤 学生在实验指导人员带领下，到CA6140型普通车床现场教学。 1、观察CA6140型普通车床的主轴箱结构，注意调整方法； 2、观察、了解进给互锁机构及丝杠螺母机构的工作原理；
3、根据实物了解车床主要附件的使用。 五、分析讨论题 1、结合实验说明C6140机床主轴正、反转与操纵手柄位置的对应关系，并阐述主轴正、反转、停转的工作原理。 2、丝杠与光杠在结构上有何不同？作用分别是什么？如何操作才能使丝杠起传动作用？光杠传动与丝杠传动的互锁如何实现？ 3、根据观察阐述C6140车床组成部件的名称及作用。 4、根据实验观察，说明C6140车床主轴为了提高主轴的传动精度采取了哪些措施。 篇二：普通车床结构剖析实验报告 一、实验目的 1、了解CA6140车床的总体布局以及主要技术性能指标。 2、了解CA6140车床的传动路线，理解传动过程中的变速原理。 3、了解主轴箱、进给箱、溜板箱等主要箱体不见的内部结构，理解其中操纵机构的工作原理。 4、了解CA6140车床上卡盘、刀架、尾座、挂轮架、丝杠和光杆等主要零部件的构造和功能，理解其工作原理。 二、实验设备及仪器 CA6140车床、三爪卡盘、卡盘扳手、刀架扳手、尾座扳手、内六角扳手、活动扳手、卷尺。 三、实验原理和方法 通过现场教学与实验相结合的方式让学生通过对CA6140车床的解
实验二：汽车整车认识 第五组： 组长：陆彩梅 成员：陈谋宾、钟满、李华林、 张文龙、卢科成 汽车的总成及整体结构 汽车的四大组成及功能 1、发动机 发动机总成： 包括气缸体、气缸盖、正时齿轮室、气门罩、曲轴、飞轮、连杆、活塞、轴瓦、凸轮轴、正时机构、进排气门、驱动机构、进排气歧管、点火系统、水泵、润滑油泵、机油滤清器、曲轴箱通风装置、燃油泵、EFI装置（含ECU、节流阀体、喷油器、传感器）、增压器、起动机、发电机、燃油管路、燃油滤清器、传感器及报警装置等； 柴油发动机还包括高压油泵、中冷器等。 不含散热器、风扇、空气滤清器、消声器、风扇离合器、排放污染物控制装置（微粒捕集器、三元催化器等）。
汽油机由两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。汽车发动机 曲柄连杆机构 组成：由汽缸体、汽缸盖、活塞、连杆曲轴和飞轮等机件组成。功能：曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 功能：1、承受燃料燃烧时所产生的气体力，并将此力传给曲轴对外输出作功。 2、同时将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。 3、曲柄连杆机构是实现热功转换的主要机构。 4、将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动； 5、将作用在活塞顶上的燃气压力转变为曲轴的输出扭矩。配气机构 组成：由气门、气门弹簧、凸轮轴、挺杆、凸轮轴传动机构等组件等组成。功能：配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入
河南工业大学 现代控制理论实验报告姓名：朱建勇 班级：自动1306 学号：201323020601
现代控制理论 实验报告 专业: 自动化 班级: 自动1306 姓名: 朱建勇 学号: 201323020601 成绩评定: 一、实验题目： 线性系统状态空间表达式的建立以及线性变换 二、实验目的 1. 掌握线性定常系统的状态空间表达式。学会在MATLAB 中建立状态空间模型的方法。 2. 掌握传递函数与状态空间表达式之间相互转换的方法。学会用MATLAB 实现不同模型之 间的相互转换。 3. 熟悉系统的连接。学会用MATLAB 确定整个系统的状态空间表达式和传递函数。 4. 掌握状态空间表达式的相似变换。掌握将状态空间表达式转换为对角标准型、约当标准 型、能控标准型和能观测标准型的方法。学会用MATLAB 进行线性变换。 三、实验仪器 个人笔记本电脑 Matlab R2014a 软件 四、实验内容 1. 已知系统的传递函数 (a) ) 3()1(4)(2++=s s s s G
(b) 3486)(22++++=s s s s s G
(c) 6 1161)(232+++++=z z z z z z G （1）建立系统的TF 或ZPK 模型。 （2）将给定传递函数用函数ss( )转换为状态空间表达式。再将得到的状态空间表达式用函 数tf( )转换为传递函数，并与原传递函数进行比较。 （3）将给定传递函数用函数jordants( )转换为对角标准型或约当标准型。再将得到的对角 标准型或约当标准型用函数tf( )转换为传递函数，并与原传递函数进行比较。 （4）将给定传递函数用函数ctrlts( )转换为能控标准型和能观测标准型。再将得到的能控标 准型和能观测标准型用函数tf( )转换为传递函数，并与原传递函数进行比较。
汽车构造课后答案（上、下册） 总论 1、汽车成为最受青睐的现代化交通工具原因何在？试与火车、轮船、飞机等对比分析。 答：汽车之所以成为最受青睐的现代化交通工具，皆因它是最适宜的交通工具。有了自己的轿车，可以 不受行驶路线和时刻表的限制，随意在任何时间驾驶到任何地方——亦即轿车能够安全便利的与个人活动 紧密合拍，其结果大大提高了工作效率，加快了生活节奏，而火车、轮船、飞机都做不到这一点;汽车扩大 了人的活动范围，使社会生活变得丰富多彩；还促进了公路建设和运输繁荣，改变了城市布局，有助于各 地区经济文化的交流和偏远落后地区的开发。 2、为什么世界各个发达国家几乎无一例外的把汽车工业作为国民经济的支柱产业？ 答：一方面汽车备受社会青睐，另一方面汽车工业综合性强和经济效益高，所以汽车工业迅猛发展。而 一辆汽车有上万个零件，涉及到许多工业部门的生产，汽车的销售与营运还涉及金融、商业、运输、旅 游、服务等第三产业。几乎没有哪个国民经济部门完全与汽车无关，汽车工业的发展促进各行各业的兴旺 繁荣，带动整个国民经济的发展。在有些国家，汽车工业产值约占国民经济总产值的8%，占机械工业产 值的30%，其实力足以左右整个国民经济的动向。因此，世界各个发达国家几乎无一例外的把汽车工业作 为国民经济的支柱产业。 3、为什么说汽车是高科技产品？ 答：近20 年来，计算机技术、设计理论等诸方面的成就，不但改变了汽车工业的外貌，而且也使汽车产 品的结构和性能焕然一新。汽车产品的现代化，首先是汽车操纵控制的电子化。一些汽车上的电子设备已 占15%，几乎每一个系统都可采用电子装置改善性能和实现自动化。其次，汽车产品的现代化还表现在汽 车结构的变革上。汽车的发动机、底盘、车身、等方面的技术变革，均使汽车的性能有了很大的提高。最 后，汽车的现代化还体现在汽车整车的轻量化上，这大大促进了材料工业的发展，促使更好的材料的产 生。现代化的汽车产品，出自现代化的设计手段和生产手段。从而促使了并行工程的事实，真正做到技 术数据和信息在网络中准确的传输与管理，也是新技术的运用。 4、为什么我国汽车工业要以发展轿车生产为重点？ 答：这是由我国的实际国情决定的。建国初期，我国只重视中型货车，而对轿车认识不足，导致我国汽 车工业“却重少轻”和“轿车基本空白”的缺陷。极左思潮和“文化大革命”破坏了经济发展，汽车产量 严重滑坡。在改革开放的正确方针指导下，我国汽车工业加快了主导产品更新换代的步伐，注重提高产品 质量和增添新品种，并提出把汽车工业作为支柱产业的方针，这两点恰恰确定了我国汽车工业要以发展轿
一、实习目的与要求 （一）拆装实习目的 1.通过实践加强和巩固汽车构造课程的理论知识，学习掌握汽车拆卸与整 装的基本知识。 2.了解各种工具的种类和功用，学会正确使用各种扳手、锤子等常用拆装 设备。 3.掌握发动机和底盘解体的步骤和操作方法，了解主要零部件的装配标记。 4.了解柴油机和汽油机的各系统的基本结构、工作原理与区别。 5.掌握变速器的拆装步骤，进一步熟悉变速器主要零件的构造、基本原理。 6.通过拆装制动系统，进一步熟悉各类制动器的构造、基本原理。 7.学会安全操作，熟悉零部件拆装后的正确放置、分类及清洗方法，培养良 好的工作和生产习惯，锻炼和培养学生的实践动手能力。 （二）实习操作要求 1、按照实习要求，严格遵守安全操作，确保安全第一。 2、认真听取指导老师上课前的讲解和任务分配。 3、在实习中准时到场，无特别原因不得迟到早退，无故缺勤等。 4、各组应独立完成拆装任务，各组员之间要相互协调配合完成各项任务。 5、熟悉与掌握各系统部件的名称、作用及其相对应的结构特点。 6、在拆装过程中应该按照一定的顺序进行，遵循由表及里的“脱衣原则”， 避免出现各组员无序拆装造成零件的剩余、无处可装。 7、爱护设备和工具，每完成一次拆装实验要求组长进行一次工具清点避免 丢失，并且清理拆装现场保持清洁。 8、实验完毕后，要认真做好实验报告，并对思考进行讨论。 二、实验室内工作注意事项 1、要按指定的时间进行实验。准时进入实验室，不得迟到、早退。 2、每次实验前，要仔细阅读本次课程相应的原理及知识，基本了解实验内 容，目的，实验步骤及机器和仪器的主要原理与使用方法等。
3、以小组为单位进行实验。小组长负责管理使用的设备，并组织分工和统 一指挥。 4.要爱护实验室的一切设备，非指定使用的机器设备不得乱动，以免发生危 险或损坏事故。 5、在实验过程中，如机器或仪器发生故障应立即向实验指导人员报告，进 行检查以便及时排除故障，保证实验的正常进行。 6、实验结束后，要清理机器、仪器工具。如有损坏、应及时向实验指导人 员报告，听候处理。 7、要保持实验室的清洁和安静，养成良好的科学作风。 三、拆装工具、设备器材 1.拆装发动机：活动扳手 *1、梅花扳手 *7、老虎钳 *1、尖嘴钳 *1、锤子 *1、螺丝刀*1、活塞环钳 *1、呆头扳手 *5、弹簧压板 *1、荆轮扳手 *1、17″ 六角套筒 *1、19″六角套筒 *1、13″六角套筒 *1、12″六角套筒 *1、10″ 六角套筒 *1、H*6外六角 *1、H*5外六角 *1、T25外梅花 *1、1/46″接杆、SH1/4 旋柄*1、12″梅花螺旋、汽油机。 2.拆装底盘总成：活动扳手 *1、梅花扳手 *7、老虎钳 *1、尖嘴钳 *1、锤 子*1、螺丝刀 *2、呆头扳手 *7、龙门架、 BJ212吉普车底盘。 四、实习内容 （一）拆装汽油机（ 7月1日上午， 7月2日上午） 1.拆装发动机
现代控制理论课程总结 学习心得 从经典控制论发展到现代控制论,是人类对控制技术认识上的一次飞跃。现代控制论是用状态空间方法表示,概念抽象,不易掌握。对于《现代控制理论》这门课程，在刚拿到课本的时候，没上张老师的课之前，咋一看，会认为开课的内容会是上学期学的控制理论基础的累赘或者简单的重复，更甚至我还以为是线性代数的复现呢！根本没有和现代控制论联系到一起。但后面随着老师讲课的风格的深入浅出，循循善诱，发现和自己想象的恰恰相反，张老师以她特有的讲课风格，精心准备的ppt 课件，向我们展示了现代控制理论发展过程，以及该掌握内容的方方面面，个人觉得，我们不仅掌握了现代控制理论的理论知识，更重要的是学会了掌握这门知识的严谨的逻辑思维和科学的学习方法，对以后学习其他知识及在工作上的需要大有裨益，总之学习了这门课让我受益匪浅。 由于我们学习这门课的课时不是很多，并结合我们学生学习的需求及所要掌握的课程深入程度，张老师根据我们教学安排需要，我们这学期学习的内容主要有：1.绪论；2.控制系统的状态表达式；3.控制系统状态表达式的解；4.线性系统的能空性和能观性；5.线性定常系统的综合。而状态变量和状态空间表达式、状态转移矩阵、系统的能控性与能观性以及线性定常系统的综合是本门课程的主要学习内容。当然学习的内容还包括老师根据多年教学经验及对该学科的研究的一些深入见解。 在现代科学技术飞速发展中,伴随着学科的高度分化和高度综合,各学科之间相互交叉、相互渗透,出现了横向科学。作为跨接于自然科学和社会科学的具有横向科学特点的现代控制理论已成为我国理工科大学高年级的必修课。 经典控制理论的特点 经典控制理论以拉氏变换为数学工具，以单输入－单输出的线性定常系统为主要的研究对象。将描述系统的微分方程或差分方程变换到复数域中，得到系统的传递函数，并以此作为基础在频率域中对系统进行分析和设计，确定控制器的结构和参数。通常是采用反馈控制，构成所谓闭环控制系统。经典控制理论具有明显的局限性，突出的是难以有效地应用于时变系统、多变量系统，也难以揭示系统更为深刻的特性。当把这种理论推广到更为复杂的系统时，经典控制理论就显得无能为力了，这是因为它的以下几个特点所决定。 1．经典控制理论只限于研究线性定常系统，即使对最简单的非线性系统也是无法处理的；这就从本质上忽略了系统结构的内在特性，也不能处理输入和输出皆大于1的系统。实际上，大多数工程对象都是多输入－多输出系统，尽管人们做了很多尝试，但是，用经典控制理论设计这类系统都没有得到满意的结果；2．经典控制理论采用试探法设计系统。即根据经验选用合适的、简单的、工程上易于实现的控制器，然后对系统进行分析，直至找到满意的结果为止。虽然这种设计方法具有实用等很多完整，从而促使现代控制理论的发展：对经典理论的精确化、数学化及理论化。优点，但是，在推理上却是不能令人满意的，效果也
差速器实验报告
b、两圆锥滚子轴承距离小→主动齿轮轴长度↓，可减少传动轴夹角，有利于总体布置 c、 壳体需轴承座→壳体结构复杂，加工成本高d、空间尺寸紧张→（2）优缺：刚度强， 结构复杂（3）应用：传递转矩大的。 啮合印痕调整法 所谓啮合印痕调整法，即根据锥齿轮副在啮合转动过程中两齿轮轮齿齿面相互接触出现的印痕情况来调整齿面接触区的方法。用这一方法调整齿面接触区时，先将锥齿轮副安装好，并按规定调好轴承紧度和轮齿啮合间隙，再在主动锥齿轮每隔3~4个轮齿的凹面上涂以红印油，然后在对从动锥齿轮略施压力的情况下，按前进方向转动主动锥齿轮，待从动锥齿轮的凸面印上印痕后，查看该印痕是否符合要求。 如不符合要求，可根据印痕情况通过将主动或从动锥齿轮向里或向外移动来调整，调整方法可概括为：顶进主，根出主；大进从，小出从。具体调整方法参见图3-1所示，如印痕在齿顶，则将主动锥齿轮向里移进，印痕即向齿根方向移动，移进后如啮合间隙过小，可将从动锥齿轮适当向外移出；若印痕在齿根，则将主动锥齿轮向外移出，印痕即向齿顶方向移动，移动后如啮合间隙过大，可将从动锥齿轮适当向里移进；若印痕在大端，则将从动锥齿轮向里移进，印痕即向小端移动，如移后啮合间隙过小，可将主动锥齿轮适当向外移出；如印痕在小墙，则将从动锥齿轮向外移出，印痕即向大端移动，如移后啮合间隙过大，可将主动锥齿轮适当向里移进。 用啮合印痕调整法调整齿面接触区时，由于啮合印痕和啮合间隙都是通过移动主、从动锥齿轮来调整的，它们既互相联系，又互相矛盾，即改变一方时，它方也随之改变，因而在调整过程中，可能出现啮合间隙符合要求，啮合印痕却不符合规定；或啮合印痕符合规定，啮合间隙却不符合要求。 由于轮齿的啮合印痕是衡量齿轮加工、检验及装配质量的重要依据，故在调整过程中如出现上述情况，应尽可能迁就啮合印痕，而把啮合间隙放宽一些，但放宽量最大不能超过1mm，否则，应成对更换主、从动锥齿轮。此外，还应注意啮合印痕应以前进方向（即从动锥齿轮的凸面）为主，适当照顾倒车面（凹面）。 调整中。如遇到凸面在大端，凹面在小端，或相反，用上述调整方法又不能得到合理印痕时，可用软轴砂轮修磨轮齿；如无条件修磨，应成对换用新齿轮副，不能勉强使用，以免打坏轮齿，
实验三 利用MATLAB 导出连续状态空间模型的离散化模型 实验目的： 1、基于对象的一个连续时间状态空间模型，导出其相应的离散化状态空间模型； 2、通过编程、上机调试，掌握离散系统运动分析方法。 实验原理： 给定一个连续时间系统的状态空间模型： ()()()()()() x t Ax t Bu t y t Cx t Du t =+=+ （3.1） 状态空间模型（3.1）的输入信号()u t 具有以下特性： ()(),u t u kT kT t kT T =≤≤+ （3.2） 已知第k 个采样时刻的状态()x kT 和第k 个采样时刻到第1k +个采样时刻间的输入()()u t u kT =，可得第1k +个采样时刻(1)k T +处的状态 (1)((1))((1))()((1))()k T kT x k T k T kT x kT k T Bu d τττ++=Φ+-+Φ+-? （3.3） 其中： ((1))((1))A k T kT AT k T kT e e +-Φ+-== ((1))((1))A k T k T e ττ+-Φ+-= 由于输入信号在两个采样时刻之间都取常值，故对式（3.3）中的积分式进行一个时间变量替换(1)k T στ=+-后，可得 0((1))()()()AT A x k T e x kT e d Bu kT τ σσ+=+? （3.4） 另一方面，以周期T 对输出方程进行采样，得到 ()()()y kT Cx kT Du kT =+ 在周期采样的情况下，用k 来表示第k 个采样时刻kT 。因此，连续时间状态空间模型
（3.1）的离散化方程可以写成 (1)()()()()()()() x k G T x k H T u k y k Cx k Du k +=+=+ （3.5） 其中： 0()()()AT A G T e H T e d B τσσ==? （3.6） 已知系统的连续时间状态空间模型，MATLAB 提供了计算离散化状态空间模型中状态矩阵和输入矩阵的函数： [G ,H]=c2d(A,B,T) 其中的T 是离散化模型的采样周期。 实验步骤 1、导出连续状态空间模型的离散化模型，采用MA TLAB 的m-文件编程； 2、在MA TLAB 界面下调试程序，并检查是否运行正确。 例3.1 已知一个连续系统的状态方程是 010()()()2541x t x t u t ????=+????--???? 若取采样周期0.05T =秒，试求相应的离散化状态空间模型。 编写和执行以下的m-文件： A=[0 1;-25 –4]; B=[0;1]; [G ,H]=c2d(A,B,0.05) 得到 G= 0.9709 0.0448 -1.1212 0.7915 H= 0.0012 0.0448 因此，所求的离散化状态空间模型是 0.97090.04480.0012(1)()()1.12120.79150.0448x k x k u k ????+=+????-????