现代机械制造技术基础实验
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机械制造技术基础
实验指导书
编写：詹友基
福建工程学院机电及自动化工程系
2006 年 2 月
目录
一、车刀几何角度测量
二、切削变形实验
三、切削力实验
四、车床三向静刚度测定实验
五、加工精度的统计分析实验
六、切削区平均温度的测量
实验1 车刀几何角度测量
一、实验目的与要求
1、了解车刀量角仪的结构与工作原理。
2、进一步熟悉车刀切削部分的构造要素，巩固和加深对刀具各标注平面参考系及标注角度基本定义的理解。并掌握车刀测量方法。
3、通过对车刀各剖面内角度的测量与计算，进一步理解它们之间几何关系。
4、测量给定车刀的几何角度，将测得的数据填入表格中，并对测量结果进行分析。
二、实验设备与工具
1、仪器：车刀量角仪
2、测量用车刀：45°外圆车刀，75°外圆车刀，90°外圆车刀，切断刀，大刃倾角车刀。
三、车刀量角仪的结构与使用方法
1、图1-1量角仪(本校制造)
图1-1 量角仪（本校）
量角仪由底置l、转盘9、立柱3和刻度盘6、测量片7等零件组成。底盘1用来安装立柱3，并以销2孔为中心刻着±100°的转盘9，当转盘9两侧面的基线对准底盘刻线转90°
时。定位块10的d 面是垂直的。当测量片7的指针对着刻度盘0°时，测量片7的b 面与转盘9的平面是平行的，而且垂直于C 面、A 面。立柱3的上下移动靠螺母4来调整。
2、图1-2量角仪（哈尔滨工业大学）
图1-2 量角仪（哈尔滨工业大学）
量角仪由底座l 、平台3、立柱7和大小扇形盘6、11、大小指针5、10等零件组成。 底座l 呈圆盘形，平台3可绕底座中心转动，底座外缘左、右各有刻度l00°，当基线板2对准圆盘刻线0°时，活动尺4侧边与指针5下端的测量板平面垂直。测量板5上有三个测量刃口A 、B 、C ，其所在平面即为测量车刀角度时的测量平面。当小指针l0和大指针5均为0°时，刃口A 与平台平面平行，B 、C 与平台平面垂直。 四、实验步骤和方法(本校制造)
要测量某一车刀角度时，首先应规定一个假定走刀方向，即要先辩明车刀的主、副切削刃及前、后刀面，以确定需要测量角度的位置。然后将车刀放在转动平台上，左或右侧面靠在活动尺的侧面上。
测量角度的顺序通常先测偏角，再测刃倾角，继而测前角、后角。这样调整方便，也可提高工作效率。即测量顺序为：
主切削刃：r k ——s λ——o γ——o α；副切削刃：r
k '——s λ'——o γ'——o α'。
（1）主偏角的测量
首先把车刀放在转盘9上，使车刀的侧面与定位块l0的d 面紧密接触，这时可以调整螺母4，使滑块5上下移动，然后转动转盘9，使车刀主刀刃贴合于测量片7的A 面，这样转盘9刻线对着底盘l 的数据给予处理，即是主偏角的角度。
（2）刃倾角的测置
测量刃倾角的方法基本上是同测量主偏角角度一样，所不同的是调整测量片7的b 面与主刀刃贴合，这样可以在刻度盘6直接读出刃倾角的角度。 （3）前角的测量
测量前角的方法是车刀放转盘9上，使车刀的侧面与定位块l0的d 面紧密接触，然后转动转盘9，(测量片7处于车刀主剖面位置)，此时调整测量片7的b 面与车刀的前刀面贴合，这样可以在刻度盘6上直接读出前角角度。 （4）后角的测量
测量后角的方法基本与测量前角相同，所不同的是调整片7的C 面与车刀的后刀面紧密接触，这样可以在刻度盘6直接读出后角角度。
（5）副偏角的测量
测量副偏角的方法基本上与测量主偏角相同，所不同的使测量片7的A 面与车刀的副刀刃紧密接触，这样转盘9刻线对着底盘l 的数据给予处理，即是副偏角的角度。
（6）副后角的测量
测量副后角的方法基本上与测量后角相同，所不同的是调整测量片7的C 面与车刀的副后刀面相结合，这样在刻度盘6上可以直接读出副后角的角度。
（7）p γ的测量
测量p γ方法基本上是同测量前角相似，所不同的是转盘9应转到使定位块l0的d 面与测量片7的A 面平行后，再调整测量7的b 面与前刀面紧密接触，这样在刻度盘6上可以直接读出p γ的角度。
（8）f γ的测量
测量f γ的方法基本上与测量p γ方法相似，所不同的是转盘9应转到使定位块l0的d 面与测量片7的A 面垂直后，再调整测量片7的b 面与前刀面紧密接触，这样在刻度盘6上可以直接读出f γ的角度。
五、编写实验报告书
实验报告内容：记录所测量车刀名称，记录测得角度数据，画出所测车刀简图，并标注几何角度。
六、实验思考题与结果分析 1、分析车刀n γ =o γ的条件。 2、分析车刀f γ =p γ的条件。 3、分析车刀o γ=s λ的条件。 4、分析实验产生的误差及其原因。
实验报告车刀几何角度测量
班级_______________组号___________座号__________姓名__________
一、实验报告书内容
1、记录测量数据，分别填入表1-l
2、计算车刀各剖面角度值，并与测量结果比较，分别填入表1-2。
3、示图表示车刀几何形状并标注基本角度数值。
二、测量与计算数据记录表
表1-1 被测车刀几何角度值
表1-2 被测车刀各剖面角度测量与计算值
实验2 切削变形实验
一、实验目的与要求
1、观察切削过程产生变形现象，了解实验方法及所用装置。
2、了解切屑形成过程及切屑的各种形状。
3、掌握测量切屑变形的方法。计算变形系数Λh值。
4、研究切削速度，前角与走刀量等因素对切屑变形影响。
二、实验设备
机床：普通车床、车头刨床。
试件：中碳钢（45钢）、低碳钢（A3）。
刀具：高速钢车刀，硬质合金车刀。
仪器与装置：低倍显微镜，金相显微镜、快速落刀装置。
量具：游标卡尺、钢板尺。
其它：漆包线或细钢丝、手锯等。
三、实验内容与方法
l、观察切屑变形
观察切屑金属层内部变形，利用快速落刀装置，使切削时刀具瞬间脱离工作，从而获得切屑停留在加工表面上根部试样。然后锯下，经金相磨片抛光与腐蚀后，通过金相显微镜或在金相照片上，观察切削金属层内部三个变形情况。并参考图2-l画出金属内部变形示意图。
图2-1金属内部变形示意图图2-2快速落刀装置图2-2是车床上用手锤敲打后，使刀具停止切割的快速落刀装置。车刀2是利用螺栓2
与剪切销3固定在刀夹4的槽中，切削时，用锤敲打车刀，使销子剪断，车刀绕螺栓转动，快速脱离试件。 2、测量切削变形量
切屑变形程度还可用变形系数h Λ（切屑厚度压缩比）来度量。在切削层金属形成切屑时，其切屑厚度ch h 通常要大于切削厚度D h ,而切屑长度ch l 却小于切削长度c l ,如图2-3所示。由于切削宽度与切屑宽度差异很小,根据体积不变的原则,变形系数h Λ可由下式计算:
ch
c
D ch h l l h h ==
Λ
图2-3 变形系数的计算
变形系数h Λ是大于1的数，它可直观的反映切屑的变形程度，且容易测量。h Λ值越大，表示切出的切屑越厚越短，变形越大。计算变形系数Λh 值的方法有，测量切屑长度法与称切屑重叠法。
四、实验方法和步骤；
l 、研究前角对切屑变形系数的影响，先把材料装上虎钳，量出材料长度c l ，并将刨刀和机床调整妥善（调整滑枕行程长度为150毫米；工作台进给量为0.33毫米／行程量；滑
枕行程速度10.5米／分；刨刀角度： o γ =10°， o a =13°，o
a '= 8°，r κ =75°，r κ' =15°，s λ =0°，p a =2毫米），然后开动机床，将被切下的整段切屑用线条量出其长度ch l 屑填入实验报告，并按公式ch
c
h l l =
Λ计算切屑变形系数值，然后改变刨刀前角γo=20°，(其他不变)重新切削，将所测数据填入实验报告。
2、研究切削速度对切屑变形的影响，首先将材料装上虎钳量出材料长度c l ，将刨刀和
机床调整妥善(刨刀几何角度，o γ=15°，o a =8°，r κ=75°，r
κ'=15°，s λ=0°，调整滑
枕行程为150毫米，p a =2毫米，f=0.33毫米/行程，滑枕每分钟往复行程数12.5次及滑枕行程速度4.2米/分)，然后开动机床将被切下的整段切屑用线条量出切屑长度ch l ，算出切屑变形系数。并将数据填入报告书，然后再改变滑枕速度14.8米/分或每分钟滑枕往复行程数52.5次，其它不变，依次进行。
3、研究进给量对切屑变形的影响。用上述同样方法，选刨刀几何角度为（o γ=20°，
o a =13°，r κ=75°，r κ'=15°，o a ' =8°，s λ=0°），调整行程为150毫米，滑枕每分钟
行程数为 次，行程速度为 米／分，切削深度p a =2毫米，分别以f=0.33毫米／行程与f=0.67毫米／行程进行试验，分别量出切屑长度ch l 填入试验报告并计算切屑收缩系数
h Λ值。
五，思考题
1、切屑有几种类型，它们的特点怎样？
2、切削速度和进给量对切屑种类和加工表面粗糙度有何影响?怎样解释这种影响?
实验报告切削变形
班级_______________组号___________座号__________姓名__________
一、实验报告书内容
1、记录实验数据，并填入有关表2-1
2、绘制观察到变形示意圈，并从金相显微镜或金相图片上分析与描绘金属内部各变形区特点，标注滑移线，滑移面与剪切角。
l，计算变形系数Λh值。
3、测量切屑长度
ch
4、实验结果分析；
二、实验数据记录表
表2-1
实验3 车削力测定
一、实验目的与要求
1、了解高性能应变式测力仪的使用方法。
2、了解车削时切削用量改变对切削力的影响规律。
3、掌握处理实验数据方法，建立切削力的经验公式。
c
F c
F c y x p
F c f
a C F =
f
F f
F f p F p F p y x p
F f y x p F p f
a C F f a C F ==
二、实验装备与工具
机床：普通车床(CA6L40或CQB6l40)
试件：铸铁、普通碳钢（Q235）、优质碳钢(φ60—φ80—500mm) 刀具：硬质合金车刀(焊接式或可转位式)
仪器：三向电阻应变式测力仪、4通道动态电阻应变仪、A/D 转换模块，数据采集分析系统。
量具：游标卡尺 三、测力仪的工作原理
电阻式测力仪是使用弹性元件，将切削时受力后的变形成比例地转化为电压或电流信号来与基准量比较，从而测得切削力的。本实验所用的电阻式应变式测力仪已集成弹性元件、应变片与电桥，测力仪受力后产生的信号经过电阻应变仪的放大，再经过数模转化模块，将模拟信号转化为数字信号并输入电脑，采用专门的软件进行数据的采集、处理。软件已对测力仪标定。 四、实验内容步骤 1、装夹工件
2、连接测试仪器，组成测力系统
3、试验切深p a 对切削力的影响
固定切削用量v ≤l00m ／min ，f =0.2mm/r ，刀具角度0γ=15°，0α=8°，r κ =90°，
r κ'=15°，改变切削深度p a =1.5、2、2.5、3……记录切削力的值。
4、试验进给量f 对切削力的影响
固定切削用量v ≤l00m ／min ，p a =2mm ，刀具角度0γ=15°，0α=8°，r κ =90°，
r κ'=15°，改变进给量f =0.1、0.15、0.21、0.3……记录切削力的值。
5、整理实验报告书 五、实验报告书的内容与要求 1、记录实验数据。
2、整理实验数据建立切削力经验公式。
1）在双对数座标中分别画出c F log ，p F log ，f F log 和p a log 、f log 关系曲线。其斜率即为相应的切削力公式中的指数。
本实验是以单因素法进行切削实验，即改变一个切削参数。固定其它因素测定切削力。并在双对数座标中用图解法确定曲线关系。利用曲线求出指数和系数，然后综合建立切削力的经验公式。具体方法简述如下：
图3-1所示为实验后在双对数图中得到的c F -p a 、c F -f 直线图形。
图3-1 c F -p a 和c F -f 关系曲线
直线图形的对数方程为：
p Fc a c a x C F p log log log += （3-1）
f y C F Fc f c lo
g log log += （3-2）
将上式两边取真数，得方程式为：
c p xF
p a c a C F = （3-3）
c
yF f c f
C F = （3-4）
在（3-3）、(3-4)式中，c xF 、c yF 分别为图3-1中直线的斜率，即 c xF =αtan ，c yF =βtan
p a C 值为p a -c F 直线中p a =1mm 时的c F 值；同理f C 是在f -c F 直线中f =1mm 时的
c F 值。
综合(3-3)、(3-4)式，可得c F 实验公式为：
c
F c
F c y x p
F c f
a C F = （3-5）
式中系数c F C 值可按求得的p a C 及f C 值计算得到，即
c p xF
p a c a C F ==c
F c
F c y x p F
f
a C '
c
p c yF a F
f
C C =' （3-6）
此外，也可按下式计算：
c
yF f c f
C F ==c
F c
F c y x p F
f
a C ''
故 c
c xF p
f
F
a
C C ='' (3-7)
系数c F C =2
C c F F
C C ''+'
即可得
c
F c
F c y x p
F c f
a C F =
七、实验思考题和结果分析
1、 解释p a 对c F 影响的规律。
2、 解释f 对c F 影响的规律。
3、分析实验结果产生误差原因?如何改进
实验报告 车削力测定
班级_______________组号___________座号__________姓名__________ 一、实验数据：
1、切削深度p a 对切削力影响
2、绘制（c F -p a ）对数座标图
3、进给量f对切削力影响
F-f）对数座标图4、绘制（
c
二、实验数据整理，求出切削力公式中的指数及系数。
F实验计算公式。
三、写出切削分力
c
实验4 车床刚度测定
一、实验目的：
l、熟悉机床刚度的两种测定方法。
2、掌握车床的部件刚度和机床刚度的计算方法。
3、分析影响车床刚度的因素和探讨提高车床刚度的措施。
二、静载荷测定法。
（一）实验设备及仪表：
CA6140普通车床一台；三向力静刚度测定仪一台，千分表四架，磁性表座三架。
（二）实验方法及步聚：
1、Fy单向施力：
（1）安装头、尾顶尖，并检查及配合情况；
（2）移动尾架安装三向力测定仪，并使尾架套筒伸出约为50mm；
（3）将模拟车刀固定在方刀架中，把加力螺杆旋入0°孔中，安装钢球和测力环，使环与车刀球头接触，各接触点均须落在主轴轴线的水平面内；
（4）将千分表安装在相应位置上，并使触点通过主轴轴线水平面，如图5-l所示；
（5）旋转加力螺轩，施加2000N载荷后，卸载，反复做三次，最后卸载后千分表调零；
（6）逐次加载从0→3200N，递增400N，记录各千分表指示值(即y头y尾y刀)，再逐步卸载从3200N→0，递减400N，记录各表指示值。不要调整千分表零值，再重复做一次，同样记录各千分表指示值。
图4-1 三向静载测定法
2、F f、F p二向施力：
将加力螺杆移到30°螺孔位置，按上述(5)(6)步聚进行。
3、F f、F p、F c三向施力：
将弓形架绕其轴线转动（β-60°）；并用插销固定其位置。按上述(5)(6)步骤进行。（三）实验报告要求：
1、绘制各部件刚度曲线。
以纵坐标表示作用力F p，切削分力F f、F p、F c与模拟切削力P的关系为：
F f=Psinα
F p =P·cosα·sinβ
F c=P·cosα·cosβ
以横坐标表示变形量y，在坐标纸上用色笔绘出头架，尾架、刀架的加载和卸载曲线。
2、计算各部件的平均刚度：
以载荷F=3200N时，计算头架，尾架和刀架的平均刚度。
3、计算车床刚度。
4、比较车床各部件刚度大小，分析影响车床刚度的因素。
（四）思考题：
1、机床刚度对加工精度有何影响？
2、可采取哪些措施提高机床刚度？
3、分析各部件的加载曲线和卸载曲线为什么不重合？ 三、动载荷测定法： （一）实验设备及工艺装备：
CA6140普通车床一台，YT15硬质合金外圆车刀一把，其参数如下： 刀杆截面：B ×H=25×25
几何参数o γ=15°，o α=5°，r k =45°，r
k '=10°，s λ=0°，εr =1 工件材料：45钢，b σ=650N ／mm 2，D=Φ80mm ，L=200mm 。 游标卡尺0.05/200一把；千分表一架；磁性表座一架。 （二）实验方法及步聚：
1、将工件装置在两顶尖间，由拨盘带动旋转；
2、车刀悬伸长度为20mm ，刀尖与两顶尖等高；
3、车一段外圆台阶，使其半径差如图5-2，即：(D1－D2)÷2=1.75，并记下数据；
4、调整好切削用量，并纵向走刀一次； n=360r ／min ；f=0.15 mm ／r ；ap=0.25 mm
5、安装千分表并测出外圆台阶的半径差即：（d1—d2）/2，并记下数据。
6、计算复映系数和机床刚度：
1212()/2
()/2
d d D D -ε=
-
ε
λFc
nFc
c
yFc
Fc xt k v f
C k =
注：据切削用量简明手册（艾兴编）P38中查出；车削力公式为： 15
.075
.0-=c
p F c v f
a C F c λ ·Fc k （N ）
c p F F /=λ，取λ=0.6 Fc C = 2795
Fc k ：根据实验中的切削条件查阅各修正系数为0.88。
现代控制理论实验报告
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
机械工程控制基础实验
已知两个线性系统G（S）=2s+9/4s2+7s+2和G(S)=s+6/s2+7s+1,应用series函数进行系统的串联连接。 >> sys1=tf([2 9],[4 7 2]) >> sys2=tf([1 6],[1 7 1]) >> sys=series(sys1,sys2) sys = 2 s^2 + 21 s + 54 ---------------------------------- 4 s^4 + 3 5 s^3 + 55 s^2 + 21 s + 2 例1-4 已知两个线性系统G（S）=2s+9/4s2+7s+2和G(S)=s+6/s2+7s+1,应用parallel函数进行系统的并联连接。 >> sys1=tf([2 9],[4 7 2]) >> sys2=tf([1 6],[1 7 1]) >> sys=parallel(sys1,sys2) sys= 6 s^3 + 54 s^2 + 109 s + 21 ---------------------------------- 4 s^4 + 3 5 s^3 + 55 s^2 + 21 s + 2 例1-5 已知线性系统G（S）=2s+9/2s2+6s+5 应用feedback函数进行系统的单位正反馈和负反馈连接。 正反馈 >> sys1=tf([2 9],[2 6 5]) >> sys=feedback(sys1,1,1) sys = 2 s + 9 --------------- 2 s^2 + 4 s - 4 负反馈 >> sys1=tf([2 9],[2 6 5]) >> sys=feedback(sys1,1,-1)
现代控制理论实验
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。
机械控制工程基础实验报告
中北大学机械与动力工程学院 实验报告 专业名称__________________________________ 实验课程名称______________________________ 实验项目数_______________总学时___________ 班级______________________________________ 学号______________________________________ 姓名______________________________________ 指导教师__________________________________ 协助教师__________________________________ 日期______________年________月______日____
实验二二阶系统阶跃响应 一、实验目的 1．研究二阶系统的特征参数如阻尼比ζ和无阻尼自然频率ω n 对系统动态性能 的影响；定量分析ζ和ω n 与最大超调量Mp、调节时间t S 之间的关系。 2．进一步学习实验系统的使用方法。 3．学会根据系统阶跃响应曲线确定传递函数。 二、实验仪器 1．EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台 2．PC计算机一台 三、实验原理 1．模拟实验的基本原理： 控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。若改变系统的参数，还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。 2.时域性能指标的测量方法：超调量% σ： 1)启动计算机，在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。 2)测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查 找原因使通信正常后才可以继续进行实验。 3)连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1 输出，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。 4)在实验课题下拉菜单中选择实验二[二阶系统阶跃响应] 。 5)鼠标双击实验课题弹出实验课题参数窗口。在参数设置窗口中设置相应 的实验参数后鼠标单击确认等待屏幕的显示区显示实验结果。 6)利用软件上的游标测量响应曲线上的最大值和稳态值，带入下式算出超 调量： Y MAX - Y ∞ % σ=——————×100% Y ∞ t P 与t s :利用软件的游标测量水平方向上从零到达最大值与从零到达95%稳 态值所需的时间值，便可得到t P 与t s 。 四、实验内容 典型二阶系统的闭环传递函数为 ω2 n ?（S）= （1） s2＋2ζω n s＋ω2 n
机械制造技术基础实验指导书本科
机械制造技术基础实验指 导书本科 Newly compiled on November 23, 2020
机械制造技术基础 实验指导书 编写：詹友基 福建工程学院机械与汽车工程学院 2013 年 8 月 目录 一、车刀几何角度测量 二、切削变形系数测量实验 三、切削力实验 四、机床动、静刚度的测定 五、加工精度统计分析 六、切削温度实验
实验1 车刀几何角度测量 一、实验目的与要求 1、了解车刀量角仪的结构与工作原理。 2、进一步熟悉车刀切削部分的构造要素，巩固和加深对刀具各标注平面参考系及标注角度基本定义的理解。并掌握车刀测量方法。 3、通过对车刀各剖面内角度的测量与计算，进一步理解它们之间几何关系。 4、测量给定车刀的几何角度，将测得的数据填入表格中，并对测量结果进行分析。 二、实验设备与工具 1、仪器：车刀量角仪 2、测量用车刀：45°外圆车刀，75°外圆车刀，90°外圆车刀，切断刀，大刃倾角车刀。 三、车刀量角仪的结构与使用方法 1、图1-1量角仪(本校制造) 图1-1 量角仪（本校） 量角仪由底置l、转盘9、立柱3和刻度盘6、测量片7等零件组成。底盘1用来安装立柱3，并以销2孔为中心刻着±100°的转盘9，当转盘9两侧面的基线对准底盘刻线转90°时。定位块10的d面是垂直的。当测量片7的指针对着刻度盘0°时，测量片7的b 面与转盘9的平面是平行的，而且垂直于C面、A面。立柱3的上下移动靠螺母4来调整。 2、图1-2量角仪（哈尔滨工业大学） 图1-2 量角仪（哈尔滨工业大学）
量角仪由底座l 、平台3、立柱7和大小扇形盘6、11、大小指针5、10等零件组成。 底座l 呈圆盘形，平台3可绕底座中心转动，底座外缘左、右各有刻度l00°，当基线板2对准圆盘刻线0°时，活动尺4侧边与指针5下端的测量板平面垂直。测量板5上有三个测量刃口A 、B 、C ，其所在平面即为测量车刀角度时的测量平面。当小指针l0和大指针5均为0°时，刃口A 与平台平面平行，B 、C 与平台平面垂直。 四、实验步骤和方法(本校制造) 要测量某一车刀角度时，首先应规定一个假定走刀方向，即要先辩明车刀的主、副切削刃及前、后刀面，以确定需要测量角度的位置。然后将车刀放在转动平台上，左或右侧面靠在活动尺的侧面上。 测量角度的顺序通常先测偏角，再测刃倾角，继而测前角、后角。这样调整方便，也可提高工作效率。即测量顺序为： 主切削刃：r k ——s λ——o γ——o α；副切削刃：r k '——s λ'——o γ'——o α'。 （1）主偏角的测量 首先把车刀放在转盘9上，使车刀的侧面与定位块l0的d 面紧密接触，这时可以调整螺母4，使滑块5上下移动，然后转动转盘9，使车刀主刀刃贴合于测量片7的A 面，这样转盘9刻线对着底盘l 的数据给予处理，即是主偏角的角度。 （2）刃倾角的测置 测量刃倾角的方法基本上是同测量主偏角角度一样，所不同的是调整测量片7的b 面与主刀刃贴合，这样可以在刻度盘6直接读出刃倾角的角度。 （3）前角的测量 测量前角的方法是车刀放转盘9上，使车刀的侧面与定位块l0的d 面紧密接触，然后转动转盘9，(测量片7处于车刀主剖面位置)，此时调整测量片7的b 面与车刀的前刀面贴合，这样可以在刻度盘6上直接读出前角角度。 （4）后角的测量
武汉大学 现代仪器分析方法与实践 实验报告(ESI MS液质)
高效液相色谱与质谱联用 廖宇翔2011202030138 第七组材料物理与化学 实验目的 1. 掌握高效液相色谱与质谱联用的工作原理及仪器的基本结构 2. 了解仪器的操作方法 实验原理 液质联用（HLPC-MS）又叫液相色谱-质谱联用技术，它以液相色谱作为分离系统，质谱为检测系统。样品在色谱部分被分离，通过接口进入质谱，被离子化后，经质谱的质量分析器将离子碎片按质量数分开，经检测器得到质谱图。不同离子的质荷比及其在电场中运动的速度不同，质量分析器便能依此进行分离检测并记录，得到质谱图。而对比色谱图与质谱图中峰的位置可进行定性和结构分析，根据峰的强度可进行定量分析。液质联用体现了色谱和质谱优势的互补，将色谱对复杂样品的高分离能力，与MS具有高选择性、高灵敏度及能够提供相对分子质量与结构信息的优点结合起来，在药物分析、食品分析和环境分析等许多领域得到了广泛的应用。 主要仪器 HPLC-ESI-MS 实验所用的质谱仪为电喷雾电离和离子阱检测。电喷雾电离条件温和，分子不易形成碎片，有大量的分子离子。离子阱能有效地保留进入质谱的离子，提高检测器中的离子浓度，有更高的灵敏度。 操作步骤 1.样品预处理。 2.选择合适的工作条件，进样分析。 3.处理数据。 4.在记录质谱数据时可以更据需要选择碎片离子峰的二次或多次质谱图。 思考题 1.质谱仪由哪几部分组成？ 质谱仪主要由真空系统、进样系统、离子源、质量分析器和离子检测器五部分组成。
2.为什么实验中要维持高真空？ 空气中的大量氧会烧坏离子源的灯丝；残余气体分子会使产生信号，干扰质谱图；残余气体分子会引起额外的离子-分子反应，改变裂解模型，使图谱复杂化；残余气体会干扰离子源中电子束的正常调节；大量气体分子还会使离子很快淬灭，达不到检测器；质谱中的加速电压会使残余气体分子放电，影响检测。 3.离子源的作用是什么？说出几种常见的离子源。 试样中各组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷的离子以便被电场加速，进而进入质量分析器被分别记录。即离子源的作用是将分子转化成离子，以便进行检测。常见的离子源有：电子轰击EI、化学电离CI、场致电离FI、场解析电离源FD、快原子轰击FAB、激光解析LDI、电喷雾电离ESI、大气压化学电离APCI等等。 4.常见的ESI电喷雾质谱的合适溶剂有哪些？ ESI-MS的合适溶剂主要有水、N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)、甲醇、正己烷、乙腈以及挥发性酸碱等等。
现代控制理论实验报告
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
机械制造技术基础实验指导书
安徽三联学院 《机械制造技术基础》实验指导书 交通工程学院实验中心
实验1 、车刀几何角度测量 一、实验目的与要求 1了解车刀量角台的构造与工作原理。 2掌握车刀几何角度测量的基本方法。 3加深对车刀各几何角度、各参考平面及其相互关系的理解。 二、实验实施的条件 仪器：回转工作台式量角台 = 00） 车刀： 1直头外圆车刀（λ s 2直头外圆车刀（λ < 00） s 三、实验具体步骤 图1-1所示，回转工作台式量角台主要由底盘1、平台3、立柱7、测量片5、扇形盘6、10等组成。底盘1为圆盘形，在零度线左右方向各有1000角度，用于测量车刀的主偏角和副偏角，通过底盘指针2读出角度值；平台3可绕底盘中心在零刻线左右1000范围内转动；图1-1 量角台的构造定位块4可在平台上平行滑动，作为车刀的基准；测量片5，如图1-2所示，有主平面（大平面）、底平面、侧平面三个成正交的平面组成，在测量过程中，根据不同的情况可分别用以代表剖面、基面、切削 平面等。大扇形刻度盘6上有正副450的刻度，用于 测量前角、后角、刃倾角，通过测量片5的指针指 出角度值；立柱7上制有螺纹，旋转升降螺母8就 可以调整测量片相对车刀的位置。 1利用车刀量角台分别测量λs = 00 、λs < 00 的直头外圆车刀的几何角度： 要求学生测量κr、κr＇、λs、γo、αo、αo ＇等 图1-2 测量片 共6个基本角度。 2记录测得的数据，并计算出刀尖角ε和楔角β。 1、实验方法 1根据车刀辅助平面及几何参数的定义，首先确定辅助平面的位置，在按着几何角度的定义测出几何角度。
2通过测量片的测量面与车刀刀刃、刀面的贴合（重合）使指针指出所测的各几何角度。 2、实验步骤 1首先进行测量前的调整：调整量角台使平台、大扇形刻度盘和小扇形刻度盘指针全部指零，使定位块侧面与测量片的大平面垂直，这样就可以认为：（1）主平面垂直于平台平面，且垂直于平台对称线。 （2）底平面平行于平台平面。 （3）侧平面垂直于平台平面，且平行于平面对称线。 2测量前的准备：把车刀侧面紧靠在定位块的侧面上，使车刀能和定位块一起在平台平面上平行移动，并且可使车刀在定位块的侧面上滑动，这样就形成了一个平面坐标，可以使车刀置于一个比较理想的位置。 3测量车刀的主（副）偏角 （1）根据定义：主（副）刀刃在基面的与走刀方向夹角。 （2）确定走刀方向：由于规定走刀方向与刀具轴线垂直，在量角台上即垂直于零度线，故可以把主平面上平行于平台平面的直线作为走刀方向，其与主（副）刀刃在基面的投影有一夹角，即为主（副）偏角。 （3）测量方法：顺（逆）时针旋转平台，使主刀刃与主平面贴合。如图1-3所示，即主（副）刀刃在基面的投影与走刀方向重合，平台在底盘上所旋转的角度，即底盘指针在底盘刻度盘上所指的刻度值为主（副）偏角κr（κr＇）的角度值。 4测量车刀刃倾角（λs） （1）根据定义：主刀刃和基面的夹角。 （2）确定主切削平面：主切削平面是过主刀刃与主加工表面相切的平面，在测量车刀的主偏角时，主刀刃与主平面重合，就使主平面可以近似地看作主切削平面（只有当λs =0时，与主加工表面相切的平面才包含主刀刃），当测量片指针指零时底平面可作为基面。这样就形成了在主切削平面内，基面与主刀刃的夹角，即刃倾角。 （3）测量方法：旋转测量片，即旋转底平面（基面）使其与主刀刃重合。如图1-4所示，测量片指针所指刻度值为刃倾角。 5测量车刀主剖面内的前角γo和后角αo
最新食品现代仪器分析实验指导课件
食品现代仪器分析实验指导福州大学生物科学与工程学院 吴佳
2016年5月
实验一苦味饮料中硫酸奎宁的荧光法测定 1. 目的意义 喹啉结构是“苯并吡啶”。即一个苯环与一个吡啶环稠合而成。奎宁是喹啉的衍生物，其结构如下： N 喹啉 CH2 CH N CH 3 O C H OH C H 2 N CH2 CH2 CH2 奎宁 奎宁是金鸡纳树皮中含有的苦味晶状粉末，抗疟疾药。疟疾曾是热带、亚热带地区猖獗流行的疾病，曾夺走成千上万人的生命。17世纪末，奎宁由欧洲传入我国，曾称为“金鸡纳霜”，当时是非常罕见的药。后来，瑞典纳尤斯对这种植物的树皮进行了认真的研究，提取了其中的有效成分金鸡纳碱，起名为“奎宁”。“奎宁”这个词在秘鲁文字中是树皮的意思。直到1945年，奎宁才实现了人工合成。奎宁是碱性物质，与硫酸反应生成盐，俗名硫酸奎宁。 在饮料中硫酸奎宁是调味料，主要用在滋补品和苦柠檬水中，有调味及预防疟疾之功效，例如汤力水是Tonic Water的音译，又叫奎宁水、通宁汽水。是苏打水与糖、水果提取物和奎宁调配而成的。可作为苦味饮料或用于配制鸡尾酒或其它饮料。奎宁饮料以其微苦的口味成为畅销的解渴饮料，特别是在夏季人们大量饮用，但大量消费含奎宁成分的饮料对一些个体有害，如新陈代谢紊乱或对这种物质有超敏性的人要避免摄取奎宁，特别是孕妇。对怀孕期间每天饮用一升以上奎宁饮料的孕妇进行的调查显示，出生后24小时，新生儿就出现神经战栗症状，在他们的尿液中发现了奎宁成分，但2个月以后这些症状就不存在了。为此，对奎宁含量的测定具有重要意义。 2. 原理： 本实验包括荧光光谱和激发光谱测定，以及苦味饮料中硫酸奎宁含量测定。硫酸奎宁是强荧光性物质，在紫外光照射下，会发射蓝色荧光。在稀溶液中荧光强度与硫酸奎宁浓度成正比，可根据荧光强度求出硫酸奎宁浓度。 荧光(发射)光谱： 固定激发光波长和强度，在不同的波长下测定所发射的荧光强度，以发射波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标，所作曲线为荧光发射光谱。 荧光发射光谱是选择最大荧光发射波长的依据。 荧光激发光谱： 固定荧光发射波长(一般在最大发射波长处)，改变激发光波长，得出不同激发波长的荧光强度，以激发光波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标，所得曲线称为激发光谱。
机械工程测试技术基础实验报告
《机械工程测试技术基础》实验报告 专业 班级学号 姓名 成绩 沈阳理工大学机械工程学院 机械工程实验教学中心 2015年4月
目录 实验一金属箔式应变片——电桥性能实验1 1.1实验内容1 1.2实验目的1 1.3实验仪器、设备1 1.4简单原理1 1.5实验步骤2 1.6实验结果2 1.7思考题4 实验二状态滤波器动态特性实验4 2.1实验内容4 2.2实验目的4 2.3实验仪器、设备5 2.4简单原理5 2.5实验步骤5 2.6实验结果6 2.7思考题11 实验三电机动平衡综合测试实验11 3.1实验内容11 3.2实验目的11 3.3实验仪器、设备11 3.4简单原理12
3.5实验步骤12 3.6实验结果13 3.7思考题15 实验四光栅传感器测距实验15 4.1实验内容15 4.2实验目的16 4.3实验仪器、设备16 4.4简单原理16 4.5实验步骤16 4.6实验结果17 4.5思考题19 实验五 PSD位置传感器位置测量实验19 5.1实验内容19 5.2实验目的19 5.3实验仪器、设备19 5.4简单原理19 5.5实验步骤20 5.6实验结果20 5.7思考题23 -
实验一金属箔式应变片——电桥性能实验指导教师日期 1.1实验内容 1.2实验目的 1.3实验仪器、设备 1.4简单原理
1.5实验步骤 1.6实验结果 表1.1 应变片单臂电桥实验数据表
表1.2 应变片半桥实验数据表 根据实验结果计算单臂和半桥的灵敏度、线性误差、回程误差，在座标纸上分别画出单臂、板桥的输入及输出关系曲线，并在曲线上标出线性误差、回城误差位置：
新机械制造技术基础综合实验指导书
制造技术综合实验 指导书 （机械设计制造及其自动化专业）机汽学院制造工程系
附录一：车刀几何角度测量方法 一、回转工作台式量角台的构造 图1-1为回转工作台式量角台组成原理。底盘1为圆盘形，在零度线左右方向各有1000角度，用于测量车刀的主偏角和副偏角，通过底盘指针2读出角度值；工作台3可绕底盘中心在零刻线左右1000范围内转动；定位块4可在平台上平行滑动，作为车刀的基准；测量 1－底盘、2－工作台指针、3－工作台、4－定位块、 5－测量片、6－大扇形刻度盘、7－立柱、8－大螺帽、 9－旋钮、10－小扇形刻度盘 图1-1 量角台的构造图1-2 测量片 片5，如图1-2所示，有主平面（大平面）、底平面、侧平面三个成正交的平面组成，在测量过程中，根据不同的情况可分别用以代表剖面、基面、切削平面等。大扇形刻度盘6上有正负450的刻度，用于测量前角、后角、刃倾角，通过测量片5的指针指出角度值；立柱7上制有螺纹，旋转升降螺母8可调整测量片相对车刀的位置。 二、测量内容 利用车刀量角台分别测量外圆车刀的几何角度：κr、κr＇、λs、γo、αo、αo ＇等基本角度。记录测得的数据，并计算出刀尖角ε和楔角β。 三、测量方法 1、根据车刀参考平面及几何参数的定义，首先确定参考辅助平面的位置，在按照几何 角度的定义测出几何角度。 2、通过测量片的测量面与车刀刀刃、刀面的贴合（重合）使指针指出所测的各几何角 度。 四、测量步骤 1、测量前的调整：调整量角台使平台、大扇形刻度盘和小扇形刻度盘指针全部指零，使定位块侧面与测量片的大平面垂直，这样就可以认为测量片： 1）主平面垂直于平台平面，且垂直于平台对称线。
现代仪器分析与实验技术复习题
现代仪器分析与实验技术 一.名词解释 标准曲线:是待测物质的浓度或含量与仪器信号的关系曲线,由于是用标准溶液测定绘制的,所以称为标准曲线。 准确度:是指多次测定的平均值与真值(或标准值)相符合的程度,常用相对误差来表示。 超临界流体:某些具有三相点和临界点的纯物质,当它在高于其临界点即高于其临界温度和临界压力时,就变成了既不是气体也不是液体而是一种性质介于气体和液体之间的流体,称为超临界流体。 延迟荧光:分子跃迁至T1态后,因相互碰撞或通过激活作用又回到S1态,经振动弛豫到达S1的最低振动能级再发射荧光。这种荧光称为延迟荧光。 精密度:是指在相同条件下用同一方法对同一试样进行的多次平行测定结果之间的符合程度。 灵敏度：指被测组分在低浓度区，当浓度改变一个单位时所引起的测定信号的改变量，它受校正曲线的斜率比较和仪器设备本身精密度的限制。 检出限：是指能以适当的置信度被检出的组分的最低浓度或最小质量。 线性范围：指定量测定的最低浓度到遵循线性响应关系的最高浓度间的范围。 梯度洗脱:指在一个分析周期中,按一定的程序连续改变流动相中溶剂的组成(如溶剂的极性、离子强度、pH等)和配比,使样品中的各个组分都能在适宜的条件下得到分离。 锐线光源:锐线光源是空心阴极灯中特定元素的激发态,在一定条件下发出的半宽度只有吸收线五分之一的辐射光。 自吸收：指当浓度较大时，处于激发光源中心的原子所发射的特征谱线被外层处于基态的同类原子所吸收，使谱线的强度减弱，这种现象称为自吸收。 原子线:原子外层电子吸收激发能后产生的谱线称为原子线。 离子线：离子外层电子从高能级跃迁到低能级时所发射的谱线。 电离能：使原子电离所需要的最小能量。 共振线：在所有原子发射的谱线中凡是由各高能级跃迁到基态时所长生的谱线。
现代控制理论实验报告河南工业大学
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。
《机械制造技术基础》实验指导书(新版)
《机械制造技术基础》实验指导书 机械工程教研室 集美大学机械工程学院
实验须知 实验是获得感性知识，巩固并加深理解课堂讲授的理论，掌握实验操作技术的重要教学环节，为了更好达到上述目的，学生在实验前后必须做到以下各点： 1、每次实验前必须认真预习实验指导书，了解实验目的、要求、工作原理以及实验的步骤和方法。 2、实验时应严格遵守实验室的规章制度及操作规程，不懂之处应主动争取指导，切勿不懂装懂，从而造成不应有的损坏事故。 3、实验必须爱护实验设备、仪器及工卡量具，不许乱摸乱动与本实验无关的设备仪器，不得在实验室游逛及闲谈说笑。 4、实验室当工件安装完毕，开动机床前，须得到指导教师的同意，方可接通电源，开动机床。 5、实验完毕，应将所用工具卡量具及仪器收拾整理好放回原处，并将机床擦拭干净。 6、实验结束后，应在指定时间内交出合乎要求的实验报告，不合格者，将退回重新补做。
实验一车刀几何角度的测量 一、实验目的和要求 1、通过车刀角度的测量，进一步明确各角度的定义； 2、掌握测量车刀几何角度的方法； 3、按1:1绘制外圆车刀工作图，用测量结果标出各角度。 二、实验设备及工具 该车刀量角仪是专供测量车床上各种刀具有关角度使用的量具。该量具主要由五个部分组成，即：如图1所示 1、刀具安放旋转板及测量指针； 2、扇形刻度盘和指针 3、垂直升降杆 4、右侧小刻度盘及指针 5、底座及底座刻度盘 使用时可根据所需测量刀具的角度要求，量得所需测量的角度。 三、仪器使用说明 现以外园车刀为例，说明其具体使用方法如下：测量前，先使量角仪对零，即底座刻度盘上的小指针指向0；同时扇形刻度盘上的指针及右侧刻度盘上的指针均指向0，此时，刀具（杆）的中心线应与扇形刻度盘及指针垂直。 1、测量主偏角 将刀具放在刀具安放旋转板上，刀具侧面紧贴安放旋转板上工字架侧面，位置可调整，转动安放旋转板，使刀具的主切削刃与垂直扇形刻度盘上的指针平面 贴紧，此时观察刀具安装转盘左下方的指针所指底座圆形刻度盘的刻度即为所需
现代控制理论课程报告
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
机械工程控制基础实验报告
1 / 11 机械工程控制基础实验报告中国地质大学（武汉）
第一次实验内容 （一） 利用Matlab 进行时域分析： （1） 用Matlab 求系统时间响应： 设系统的传递函数为 G(s)= 50 )501(05.050 2 +++s s τ 求该系统在时间常数τ不同取值时的单位脉冲响应、单位阶跃响应。 令τ=0、τ=0.0125、τ=0.025，应用impulse 函数，可以得到系统单位脉冲响应; 应用step 函数，同样可以得到系统单位阶跃响应。文本中tao 即为τ,所用Matlab 文本及响应曲线如下： 00.2 0.40.60.8 -10 -50510 152025 t(sec) x (t ) 00.2 0.40.60.8 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 t(sec) x (t ) （1）单位脉冲响应曲线 （2）单位阶跃响应曲线 t=[0:0.01:0.8] % nG=[50]; tao=0;dG=[0.05 1+50*tao 50];G1=tf(nG ,dG); tao=0.0125;dG=[0.05 1+50*tao 50];G2=tf(nG ,dG); tao=0.025;dG=[0.05 1+50*tao 50];G3=tf(nG ,dG); % [y1,T]=impulse(G1,t);[y1a,T]=step(G1,t); [y2,T]=impulse(G2,t);[y2a,T]=step(G2,t); [y3,T]=impulse(G3,t);[y3a,T]=step(G3,t);
% subplot(121),plot(T,y1,'--',T,y2,'-.',T,y3,'-') legend('tao=0','tao=0.0125','tao=0.025') xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');grid on; subplot(122),plot(T,y1a,'--',T,y2a,'-.',T,y3a,'-') legend('tao=0','tao=0.0125','tao=0.025') grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'); （2）利用Matlab求系统的瞬态性能指标： 在求出系统的单位阶跃响应之后，根据系统瞬态性能指标的定义，可以得到系统的上升时间、峰值时间、最大超调量和调整时间等性能指标。 利用系统的瞬态性能指标分别计算在τ=0、τ=0.0125、τ=0.025时系统的性能指标。所用Matlab文本及运行结果如下： t=0:0.001:1; yss=1;dta=0.02; % nG=[50]; tao=0;dG=[0.05 1+50*tao 50];G1=tf(nG,dG); tao=0.0125;dG=[0.05 1+50*tao 50];G2=tf(nG,dG); tao=0.025;dG=[0.05 1+50*tao 50];G3=tf(nG,dG); y1=step(G1,t);y2=step(G2,t);y3=step(G3,t); % r=1;while y1(r)
《机械制造技术基础》
《机械制造技术基础》实验指导书 康献民 五邑大学机电系 2007年9月印刷
目录 实验一刀具角度的测量 2 实验二金属切削变形观察7 实验三车床几何精度检测及调整10 实验四切削要素对表面加工质量的影响 20实验五切削力的测量24 实验六车床静刚度测试28 实验七加工误差的统计分析32
实验一刀具角度的测量 实验项目性质：验证性 实验计划学时：2学时 一、实验目的 1．学习测量车刀几何角度的方法及仪器使用。 2．加深对车刀几何角度的定义和理解。 二、实验内容和要求 1．使用车刀量角台，测量给定外圆车刀的前角Y。、后角α0、主偏角Kr和副偏角Kr，并将测量结果记入实验报告；了解刃倾角λs定义和作用。 2．每人测三把车刀，外圆、螺纹和切断刀各一把。 ⒊根据测量结果，绘制车刀简图，并回答问题。 三、仪器及工具 车刀量角台；5种车刀模型 四、车刀量角台结构介绍与测量方法 l．量角台的主要测量参数及其范围 车刀量角台能测量主剖面和法剖面内的前角、后角、主偏角、副偏角以及刃倾角。 测量范围： 前角（Y。）：—30°～＋40°；后角（α0）：＜30°；主偏角（Kr）：≤90°；副偏角（Kr＇）≤90°；刃倾角（λs）：±45° 2. 车刀量角台的组成 ⑴车刀量角台主要由底座、立柱、刻度板、指针、标尺、滑板及紧固螺钉等组成（如图1）， 松开锁紧螺钉10，刻度板8可绕立柱4旋转，并可用螺母5，将其调整到任意高度。指针9可绕其轴在刻度板8上转动，对淮零点时，互相垂直的A、B平面则分别平行和垂直于底座1的工作面（即滑板和底座的上平面）。 ⑵松开锁紧螺钉3，标尺11与标尺座2可绕立柱4旋转，标尺座2上零线与底座之零点对准时，固定在滑板14上的二档销之中心线垂直于标尺11。 ⑶松开锁紧螺钉12，刻度板8可绕其水平轴旋转，旋转度数由指针7在度板6上指出。 ⑷忪开锁紧螺钉15，滑板14可在底座上作横向滑动，行程70mm。
现代控制理论实验报告3
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 ????+=+????-????