第1章 概论

1.1 机电系统的概念及研究价值

系统是为了形成某特殊功能而装配起来的一组物理元件。系统可以是电的、机械的、液压的、气动的、热的、生物医学的，或者这些系统的某种组合。一般来说，机电系统是机械和电的组合系统，它的动力部分是电气的，经过电气系统与工艺过程或被控现象相联系的是机械设备。机械设备与电气动力相结合的系统称为机电系统。机电系统是运动控制系统的基本环节。

机械设备（又称被控对象）包括机械和机械传动两部分内容。电气动力包括能量放大和执行器两部分内容。能量放大一般是电压放大、电流放大和功率放大，这些统称为驱动器。执行器一般是指伺服电机、步进电机、电磁阀和电磁铁等，根据输出信号的类型，它常分为线性执行器和数字式执行器两类，同时与之相匹配的是线性驱动器和脉冲驱动器。

机电系统的物理结构框图如图1.1所示。图中u（t）为连续时间控制信号，u（nT）为离散时间控制信号，T是采样周期（或控制周期），n为整数。

图1.1 机电系统的物理结构

机电系统在国防军事装备、航空航天设备、民用设备、机电产品和生产过程自动化中大量存在。又因为力学系统中的位置、速度、转角，电力系统中的电流、电压、电感和电容，化学热力学中的分子数、温度、压力、流量等和机电系统的状态函数是相似的，所以，机电系统的研究分析具有一般性、代表性、先进性和实用性的价值。