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电梯控制系统设计基于西门子PLC的电梯控制系统
液压伺服系统设计 液压伺服系统设计 在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入，控制大功率的液压能（流量与压力）输出，并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下： 1）明确设计要求：充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求，并应详细分析负载条件。 2）拟定控制方案，画出系统原理图。 3）静态计算：确定动力元件参数，选择反馈元件及其它电气元件。 4）动态计算：确定系统的传递函数，绘制开环波德图，分析稳定性，计算动态性能指标。 5）校核精度和性能指标，选择校正方式和设计校正元件。 6）选择液压能源及相应的附属元件。 7）完成执行元件及液压能源施工设计。 本章的内容主要是依照上述设计步骤，进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统，所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。 全面理解设计要求 全面了解被控对象 液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分，它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统，除了应能够承受最大轧制负载，满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程，调节速度和控制精度等要求外，执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束，结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统，必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况，并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识，使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。 明角设计系统的性能要求 1）被控对象的物理量：位置、速度或是力。 2）静态极限：最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。 3）要求的控制精度：由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节（如摩擦力、死区等）以及传感器引起的系统误差，定位精度，分辨率以及允许的飘移量等。 4）动态特性：相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定，响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定； 5）工作环境：主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求； 6）特殊要求；设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。 负载特性分析 正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择，所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有惯性负载、弹性负载、粘性负载、各种摩擦负载（如静摩擦、动摩擦等）以及重力和其它不随时间、位置等参数变化的恒值负载等。 拟定控制方案、绘制系统原理图 在全面了解设计要求之后，可根据不同的控制对象，按表6所列的基本类型选定控制方案并拟定控制系统的方块图。如对直线位置控制系统一般采用阀控液压缸的方案，方块图如图36所示。图36 阀控液压缸位置控制系统方块图表6 液压伺服系统控制方式的基本类型伺服系统 控制信号 控制参数 运动类型 元件组成机液电液气液电气液 模拟量数字量位移量 位置、速度、加速度、力、力矩、压力 直线运动摆动运动旋转运动 1.阀控制：阀-液压缸，阀-液压马达2.容积控制：变量泵-液压缸；变量泵-液压马达；阀-液压缸-变量泵-液压马达3.其它：步近式力矩马达 动力元件参数选择 动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次，它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外，动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配，以保证系统的功耗最小，效率高。 动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积（或液压马达排量）、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时，还应包括齿轮的传动比。 供油压力的选择 选用较高的供油压力，在相同输出功率条件下，可减小执行元件——液压缸的活塞面积（或液压马达的排量），因而泵和动力元件尺寸小重量轻，设备结构紧凑，同时油腔的容积减小，容积弹性模数增大，有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加，由于受材料强度的限制，液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势，元件的加工精度也要求提高，系统的造价也随之提高。同时，高压时，泄漏大，发热高，系统功率损失增加，噪声加大，元件寿命降低，维护也较困难。所以条件允许时，通常还是选用较低的供油压力。 常用的供油压力等级为7MPa到28MPa，可根据系统的要求和结构限制条件选择适当的供油压力。 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定 如上所述，动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外，还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。 （1）动力元件的输出特性 将伺服阀的流量——压力曲线经坐标变换绘于υ－FL平面上，所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性，见图37。 图37 参数变化对动力机构输出特性的影响a）供油压力变化；b）伺服阀容量变化；c）液压缸面积变化 图中 FL——负载力，FL=pLA； pL——伺服阀工作压力； A——液压缸有效面积； υ——液压缸活塞速度， ； qL——伺服阀的流量； q0——伺服阀的空载流量； ps——供油压力。 由图37可见，当伺服阀规格和液压缸面积不变，提高供油压力，曲线向外扩展，最大功率提高，最大功率点右移，如图37a。 当供油压力和液压缸面积不变，加大伺服阀规格，曲线变高，曲线的顶点A ps不变，最大功率提高，最大功率点不变，如图37b。 当供油压力和伺服阀规格不变，加大液压缸面积A，曲线变低，顶点右移，最大功率不变，最大功率点右移，如图37c。 （2）负载最佳匹配图解法 在负载轨迹曲线υ－FL平面上，画出动力元件输出特性曲线，调整参数，使动力元件输出特性曲线从外侧完全包围负载轨迹曲线，即可保证动力元件能够拖动负载。在图38中，曲线1、2、3代表三条动力元件的输出特性曲线。曲线2与负载轨迹最大功率点c相切，符合负载最佳匹配条件，而曲线1、3上的工作点α和b，虽能拖动负载，但效率都较低。 （3）负载最佳匹配的解析法 参见液压动力元件的负载匹配。 （4）近似计算法在工程设计中，设计动力元件时常采用近似计算法，即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上，限定 FLmax≤pLA= ，并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的，这样液压缸的有效面积可按下式计算： （37） 图38 动力元件与负载匹配图形 按式37求得A值后，可计算负载流量qL，即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便，然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能，但传递效率稍低。 （5）按液压固有频率选择动力元件 对功率和负载很小的液压伺服系统来说，功率损耗不是主要问题，可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。 四边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为 （38） 二边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为 （39） 液压固有频率ωh可以按系统要求频宽的（5～10）倍来确定。对一些干扰力大，负载轨迹形状比较复杂的系统，不能按上述的几种方法计算动力元件，只能通过作图法来确定动力元件。 计算阀控液压马达组合的动力元件时，只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D，负载力FL换成负载力矩TL，负载速度换成液压马达的角速度 ，就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时，应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是：在满足液压固有频率的要求下，传动比最小，这就是最佳传动比。 伺服阀的选择 根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL（即要求伺服阀输出的流量）计算得到的伺服阀空载流量q0，即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素，所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。 除了流量参数外，在选择伺服阀时，还应考虑以下因素： 1）伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中，一般选用零开口的流量阀，因为这类阀具有较高的压力增益，可使动力元件有较大的刚度，并可提高系统的快速性与控制精度。 2）伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍，以减小伺服阀对系统响应特性的影响。 3）伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小，保证由此引起的系统误差不超出设计要求。 4）其它要求，如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等，都有一定要求。 执行元件的选择 液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件，直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计，除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A（或液压马达排量D）的最佳值外，还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。 反馈传感器的选择 根据所检测的物理量，反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力（或压力）传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统，作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度，因此合理选择反馈传感器十分重要。 传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的5～10倍，这是为了给系统提供被测量的瞬时真值，减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求，因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。 确定系统方块图 根据系统原理图及系统各环节的传递函数，即可构成系统的方块图。根据系统的方块图可直接写出系统开环传递函数。阀控液压缸和阀控液压马达控制系统二者的传递函数具有相同的结构形式，只要把相应的符号变换一下即可。 绘制系统开环波德图并确定开环增益 系统的动态计算与分析在这里是采用频率法。首先根据系统的传递函数，求出波德图。在绘制波德图时，需要确定系统的开环增益K。 改变系统的开环增益K时，开环波德图上幅频曲线只升高或降低一个常数，曲线的形状不变，其相频曲线也不变。波德图上幅频曲线的低频段、穿越频率以及幅值增益裕量分别反映了闭环系统的稳态精度、截止频率及系统的稳定性。所以可根据闭环系统所要求的稳态精度、频宽以及相对稳定性，在开环波德图上调整幅频曲线位置的高低，来获得与闭环系统要求相适应的K值。 由系统的稳态精度要求确定K 由控制原理可知，不同类型控制系统的稳态精度决定于系统的开环增益。因此，可以由系统对稳态精度的要求和系统的类型计算得到系统应具有的开环增益K。 由系统的频宽要求确定K 分析二阶或三阶系统特性与波德图的关系知道，当ζh和K/ωh都很小时，可近似认为系统的频宽等于开环对数幅值曲线的穿越频率，即ω-3dB≈ωc，所以可绘制对数幅频曲线，使ωc在数值上等于系统要求的ω-3dB值，如图39所示。由此图可得K值。 图39 由ω-3dB绘制开环对数幅频特性a）0型系统；b）I型系统 由系统相对稳定性确定K 系统相对稳定性可用幅值裕量和相位裕量来表示。根据系统要求的幅值裕量和相位裕量来绘制开环波德图，同样也可以得到K。见图40。 实际上通过作图来确定系统的开环增益K，往往要综合考虑，尽可能同时满足系统的几项主要性能指标。 系统静动态品质分析及确定校正特性 在确定了系统传递函数的各项参数后，可通过闭环波德图或时域响应过渡过程曲线或参数计算对系统的各项静动态指标和误差进行校核。如设计的系统性能不满足要求，则应调整参数，重复上述计算或采用校正环节对系统进行补偿，改变系统的开环频率特性，直到满足系统的要求。 仿真分析 在系统的传递函数初步确定后，可以通过计算机对该系统进行数字仿真，以求得最佳设计。目前有关于数字仿真的商用软件，如Matlab软件，很适合仿真分析。
SCM is microcomputer (Single-Chip Microcomputer) is a set of CPU, RAM, ROM, the timing, number and variety of integrated micro-controller interface. MCS-51 microcontroller which is all typical and representative of a widely used in various fields. The planned main topics designed by chip - microcomputer control of the music. The music by the SCM system is the smallest system and the planned expansion of LED display circuit and voice circuit. MCU for the use of assembly language programming, press the button on Bell. and regularly interrupted LED showed that the initial value of the notes function. This paper introduces the doorbell music software, hardware design, and in design, Commissioning the problems encountered and solutions. The topics designed musical doorbell system is simple, cost low-cost, fully functional, very practical.
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液压伺服系统设计 液压伺服系统设计 在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入，控制大功率的液压能（流量与压力）输出，并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下： 1）明确设计要求：充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求，并应详细分析负载条件。 2）拟定控制方案，画出系统原理图。 3）静态计算：确定动力元件参数，选择反馈元件及其它电气元件。 4）动态计算：确定系统的传递函数，绘制开环波德图，分析稳定性，计算动态性能指标。 5）校核精度和性能指标，选择校正方式和设计校正元件。 6）选择液压能源及相应的附属元件。 7）完成执行元件及液压能源施工设计。 本章的内容主要是依照上述设计步骤，进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统，所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。 全面理解设计要求 全面了解被控对象 液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分，它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统，除了应能够承受最大轧制负载，满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程，调节速度和控制精度等要求外，执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束，结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统，必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况，并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识，使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。 明角设计系统的性能要求 1）被控对象的物理量：位置、速度或是力。 2）静态极限：最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。 3）要求的控制精度：由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节（如摩擦力、死区等）以及传感器引起的系统误差，定位精度，分辨率以及允许的飘移量等。 4）动态特性：相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定，响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定； 5）工作环境：主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求； 6）特殊要求；设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。 负载特性分析 正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择，所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有惯性负载、弹性负载、粘性负载、各种摩擦负载（如静摩擦、动摩擦等）以及重力和其它不随时间、位置等参数变化的恒值负载等。 拟定控制方案、绘制系统原理图 在全面了解设计要求之后，可根据不同的控制对象，按表6所列的基本类型选定控制方案并拟定控制系统的方块图。如对直线位置控制系统一般采用阀控液压缸的方案，方块图如图36所示。图36 阀控液压缸位置控制系统方块图表6 液压伺服系统控制方式的基本类型伺服系统 控制信号 控制参数 运动类型 元件组成机液电液气液电气液 模拟量数字量位移量 位置、速度、加速度、力、力矩、压力 直线运动摆动运动旋转运动 1.阀控制：阀-液压缸，阀-液压马达2.容积控制：变量泵-液压缸；变量泵-液压马达；阀-液压缸-变量泵-液压马达3.其它：步近式力矩马达 动力元件参数选择 动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次，它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外，动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配，以保证系统的功耗最小，效率高。 动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积（或液压马达排量）、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时，还应包括齿轮的传动比。 供油压力的选择 选用较高的供油压力，在相同输出功率条件下，可减小执行元件——液压缸的活塞面积（或液压马达的排量），因而泵和动力元件尺寸小重量轻，设备结构紧凑，同时油腔的容积减小，容积弹性模数增大，有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加，由于受材料强度的限制，液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势，元件的加工精度也要求提高，系统的造价也随之提高。同时，高压时，泄漏大，发热高，系统功率损失增加，噪声加大，元件寿命降低，维护也较困难。所以条件允许时，通常还是选用较低的供油压力。 常用的供油压力等级为7MPa到28MPa，可根据系统的要求和结构限制条件选择适当的供油压力。 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定 如上所述，动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外，还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。 （1）动力元件的输出特性 将伺服阀的流量——压力曲线经坐标变换绘于υ－FL平面上，所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性，见图37。 图37 参数变化对动力机构输出特性的影响a）供油压力变化；b）伺服阀容量变化；c）液压缸面积变化 图中 FL——负载力，FL=pLA； pL——伺服阀工作压力； A——液压缸有效面积； υ——液压缸活塞速度， ； qL——伺服阀的流量； q0——伺服阀的空载流量； ps——供油压力。 由图37可见，当伺服阀规格和液压缸面积不变，提高供油压力，曲线向外扩展，最大功率提高，最大功率点右移，如图37a。 当供油压力和液压缸面积不变，加大伺服阀规格，曲线变高，曲线的顶点A ps不变，最大功率提高，最大功率点不变，如图37b。 当供油压力和伺服阀规格不变，加大液压缸面积A，曲线变低，顶点右移，最大功率不变，最大功率点右移，如图37c。 （2）负载最佳匹配图解法 在负载轨迹曲线υ－FL平面上，画出动力元件输出特性曲线，调整参数，使动力元件输出特性曲线从外侧完全包围负载轨迹曲线，即可保证动力元件能够拖动负载。在图38中，曲线1、2、3代表三条动力元件的输出特性曲线。曲线2与负载轨迹最大功率点c相切，符合负载最佳匹配条件，而曲线1、3上的工作点α和b，虽能拖动负载，但效率都较低。 （3）负载最佳匹配的解析法 参见液压动力元件的负载匹配。 （4）近似计算法在工程设计中，设计动力元件时常采用近似计算法，即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上，限定 FLmax≤pLA= ，并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的，这样液压缸的有效面积可按下式计算： （37） 图38 动力元件与负载匹配图形 按式37求得A值后，可计算负载流量qL，即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便，然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能，但传递效率稍低。 （5）按液压固有频率选择动力元件 对功率和负载很小的液压伺服系统来说，功率损耗不是主要问题，可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。 四边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为 （38） 二边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为 （39） 液压固有频率ωh可以按系统要求频宽的（5～10）倍来确定。对一些干扰力大，负载轨迹形状比较复杂的系统，不能按上述的几种方法计算动力元件，只能通过作图法来确定动力元件。 计算阀控液压马达组合的动力元件时，只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D，负载力FL换成负载力矩TL，负载速度换成液压马达的角速度 ，就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时，应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是：在满足液压固有频率的要求下，传动比最小，这就是最佳传动比。 伺服阀的选择 根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL（即要求伺服阀输出的流量）计算得到的伺服阀空载流量q0，即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素，所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。 除了流量参数外，在选择伺服阀时，还应考虑以下因素： 1）伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中，一般选用零开口的流量阀，因为这类阀具有较高的压力增益，可使动力元件有较大的刚度，并可提高系统的快速性与控制精度。 2）伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍，以减小伺服阀对系统响应特性的影响。 3）伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小，保证由此引起的系统误差不超出设计要求。 4）其它要求，如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等，都有一定要求。 执行元件的选择 液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件，直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计，除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A（或液压马达排量D）的最佳值外，还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。 反馈传感器的选择 根据所检测的物理量，反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力（或压力）传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统，作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度，因此合理选择反馈传感器十分重要。 传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的5～10倍，这是为了给系统提供被测量的瞬时真值，减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求，因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。 确定系统方块图 根据系统原理图及系统各环节的传递函数，即可构成系统的方块图。根据系统的方块图可直接写出系统开环传递函数。阀控液压缸和阀控液压马达控制系统二者的传递函数具有相同的结构形式，只要把相应的符号变换一下即可。 绘制系统开环波德图并确定开环增益 系统的动态计算与分析在这里是采用频率法。首先根据系统的传递函数，求出波德图。在绘制波德图时，需要确定系统的开环增益K。 改变系统的开环增益K时，开环波德图上幅频曲线只升高或降低一个常数，曲线的形状不变，其相频曲线也不变。波德图上幅频曲线的低频段、穿越频率以及幅值增益裕量分别反映了闭环系统的稳态精度、截止频率及系统的稳定性。所以可根据闭环系统所要求的稳态精度、频宽以及相对稳定性，在开环波德图上调整幅频曲线位置的高低，来获得与闭环系统要求相适应的K值。 由系统的稳态精度要求确定K 由控制原理可知，不同类型控制系统的稳态精度决定于系统的开环增益。因此，可以由系统对稳态精度的要求和系统的类型计算得到系统应具有的开环增益K。 由系统的频宽要求确定K 分析二阶或三阶系统特性与波德图的关系知道，当ζh和K/ωh都很小时，可近似认为系统的频宽等于开环对数幅值曲线的穿越频率，即ω-3dB≈ωc，所以可绘制对数幅频曲线，使ωc在数值上等于系统要求的ω-3dB值，如图39所示。由此图可得K值。 图39 由ω-3dB绘制开环对数幅频特性a）0型系统；b）I型系统 由系统相对稳定性确定K 系统相对稳定性可用幅值裕量和相位裕量来表示。根据系统要求的幅值裕量和相位裕量来绘制开环波德图，同样也可以得到K。见图40。 实际上通过作图来确定系统的开环增益K，往往要综合考虑，尽可能同时满足系统的几项主要性能指标。 系统静动态品质分析及确定校正特性 在确定了系统传递函数的各项参数后，可通过闭环波德图或时域响应过渡过程曲线或参数计算对系统的各项静动态指标和误差进行校核。如设计的系统性能不满足要求，则应调整参数，重复上述计算或采用校正环节对系统进行补偿，改变系统的开环频率特性，直到满足系统的要求。 仿真分析 在系统的传递函数初步确定后，可以通过计算机对该系统进行数字仿真，以求得最佳设计。目前有关于数字仿真的商用软件，如Matlab软件，很适合仿真分析。
流行音乐自十九世纪后半页产生之日起就一直显示着蓬勃生机,虽产生较晚,但它和艺术音乐、民间音乐等音乐类型并行发展,成为当今社会主流音乐之一。下面是我为大家整理的流行音乐相关 毕业 论文，供大家参考。
[摘 要] 关于在音乐课堂中能否引入流行音乐，一直作为备受关注的话题争论不休。笔者认为，请流行音乐走进中学音乐课堂是利大于弊的。而音乐教师则肩负着引导学生正确学习、辨别、欣赏流行音乐的责任，真正使音乐在美育上的作用充分发挥出来，提高学生的审美能力，让学生享受到音乐给予的乐趣。
[关键词] 流行音乐 课堂 学习 辨别 引导
“老师，上课的时候能让我们听点流行音乐吗?”“老师，下节课教我们唱两首流行歌曲吧!”“老师……”作为一名中学音乐教师，近些年来，每当课前课后，总会有许多学生围着我提出这样的要求。看着孩子们那一双双渴望的眼神，我总会不期然地联想到这群孩子们在课堂上学习音乐课本的相关内容时那一副无精打采、恹恹欲睡的表情。学生对流行音乐的热和对传统音乐(教材所选音乐)的冷形成了鲜明的对比。这一现象值得我们深思。
《音乐课程标准》指出：音乐 教育 的目的绝不是要把学生培养成音乐家，而是通过多种途径引导学生走进音乐，积极参与各种音乐活动，在各种各样的活动中激发学生学习音乐的兴趣，使学生逐步养成鉴赏音乐的良好习惯和终生热爱并学习音乐的愿望。然而，一向被认为是课堂气氛活跃、轻松，培养学生道德情操的音乐课，却越来越没有了青春涌动的气息。原因到底出在哪儿呢?
翻开课本，我们可以发现，不论是哪个出版社的中学音乐教材，都秉持着以音乐知识为中心的思路，所选编的音乐作品大都为艺术歌曲或思想内涵较深的古典音乐，几乎没有涉及到通俗流行音乐。这就脱离了学生的生活实际和音乐情境感受。如果仅仅学习课本上的内容，很难提高学生的学习兴趣，容易使其产生枯燥甚至厌烦的情绪。这是与新课标中所提出的目标是背道而驰的。我认为，如果针对中学生的音乐审美心理特点，适当地将流行音乐引入课堂，不仅可以丰富音乐课堂的教学内容，而且有助于缩短师生之间的心理距离，使学生对音乐课更有兴趣，不断提高学习音乐的信心和音乐审美能力，享受到音乐艺术所给予的无限乐趣。
那么，如何在贯彻“音乐教育应当以 兴趣 爱好 为动力”这一新课程理念的前提下，将流行歌曲与音乐课堂教学相结合呢?
一、正确认识流行音乐
流行音乐是指那些结构短小、内容通俗、形式活泼、情感真挚并被广大群众所喜爱、广泛传唱或欣赏的流行一时的甚至流传后世的器乐曲和歌曲。这些乐曲和歌曲植根于大众生活的丰厚土壤之中，因此又有“大众音乐”之称。由于流行音乐的大多数载体都是以歌曲的形式出现，因此“流行歌曲”往往就成了“流行音乐”的代称。
二、正确选择流行音乐
流行歌曲发展迅速，曲目繁多，自然会出现良莠不齐的现象，但我们不能因此而全盘否定。在这百花齐放的音乐歌坛上，同样也出现了许多优秀的健康的脍炙人口的作品，若把它们一概挡在课堂之外，是一种不负责任的消极做法。音乐教师有必要把流行歌曲中好的作品引进课堂，担负起因势利导、提高学生的流行歌曲审美品位的责任，并力争把流行歌曲可能对中学生产生的负面影响降低到最低程度。与其让学生不假思索地“来者不拒”，不如大大方方地把流行歌曲引入课堂，把那些健康向上、适宜学生年龄和身心发展特点并具有一定艺术性的作品介绍给他们，使之对流行歌曲有一个更好的认识，能够辨识歌曲的优劣，同时提高他们的审美和判别能力，形成正确的审美观念。
三、正确学习流行音乐
学习流行歌曲要适合学生的演唱能力，对歌曲难度的选择要把握适度，选择音域不宽、音调不高、作品难度不大、容易演唱的歌曲更容易引起学生的共鸣;学习流行歌曲要注重艺术性和教育性，让学生从音乐中领悟艺术，从艺术中领悟音乐，培养学生正确的审美价值;学习流行音乐教学要体现审美，要充分考虑到歌曲音乐在立意、情境、曲调、配器、伴奏等方面是否能增强学生对音乐的感悟，陶冶学生的情操，从而在潜移默化的教学中培养学生的审美能力。
但是，流行音乐毕竟不是课堂教学的主流，不能真正取代民族音乐和西方古典音乐的地位，并且大多数歌曲在艺术性上是比较单薄的，经不起时间的推敲和考验。这就要求音乐教师把握好尺度，不能偏离音乐教学普及和提高学生音乐素质的基本要求。
把流行音乐引入课堂，让流行歌曲在课堂中响起，音乐教师负有不可推卸的引导责任。教师应做一个称职合格的音乐向导，引导学生选择积极健康的流行歌曲，同时注重提升学生的 文化 艺术素养，开阔视野，培养学生在茫茫乐海中练就一双“火眼金睛”，不断提升自己的音乐审美情趣，充分享受到美妙的音乐所带来的乐趣。
[参考文献]
1.(英)斯坦利萨迪 孟宪福译《剑桥插图音乐指南》(山东画报出版社)
2.陶 辛《流行音乐手册》(上海音乐出版社)
摘要：将流行音乐带进中学音乐课堂，是中学音乐教育的迫切需要，也是中学音乐教学的必然趋势。音乐教师要正确指导学生欣赏和学唱流行歌曲。要发掘流行音乐中的古典元素，丰富音乐课堂教学，不断增强学生学习音乐的兴趣;要有选择性地让学生欣赏并学唱流行歌曲, 不断增加音乐教学的“流行元素”、“健康元素”;要注意把握流行音乐与传统经典音乐的比重,突出教学重点。
关键词：流行音乐 音乐教学 选择性 健康元素
流行音乐具有歌词通俗易懂、曲调朗朗上口等优势。20世纪90年代中期以来，流行音乐受众迅速低龄化。现在的中学生可以说没有不喜欢流行音乐的，有的甚至到了痴迷的程度。面对这样的状况，作为一名中学的音乐教师，笔者认为，合理地将流行音乐带进中学音乐课堂，是中学音乐教育的迫切需要，也是中学音乐教学的必然趋势。客观来讲，有些流行歌曲的内容、格调不太适合中学生，会对他们的人生观产生消极的影响。我们将流行音乐引入课堂，目的正是在于加强对流行音乐的正确引导，帮助学生们仔细分析流行歌曲，引导他们在音乐教师的正确指导下有选择地欣赏和学唱流行歌曲。具体而言笔者有以下几点粗浅的见解。
一、发掘流行音乐中的古典元素，丰富音乐课堂教学
目前，中学音乐教育中普遍存在着这样一个现象：学生喜欢音乐，但是不喜欢音乐教材上面的音乐，而是特别钟爱那些耳熟能详的流行歌曲。其实现在很多的流行音乐都运用了古典音乐中的音乐主题，因此我们在给学生上课时，可以抓住这个特点，适当的引出与之相关的古典音乐供大家学习、鉴赏、提高。这样的教学形式应该比单纯的学习古典音乐效果要好。
例如：在一次音乐课中，笔者向学生教授“音乐作品的个人风格”，教材列出的内容是莫扎特和他的《第四十交响曲》。笔者刚介绍完作曲家，准备让同学们先完整试听音乐时，教室里面立刻传来一阵阵“唉···唉···”、“真没劲···” 的声音。于是笔者灵机一动说：“同学们，今天我们学习的音乐里面的音乐主题是大家都很熟悉的。因为在大家都非常熟悉的流行音乐里面运用了这首作品的音乐主题。这首流行音乐到底是什么呢?为了让大家更清楚这首音乐的出处，请你们跟随老师的思路。首先听老师试唱音乐主题一。”当我还没有唱完音乐主题一时，底下已叽叽喳喳地讨论开来。
学生们有说是SHE的《不想长大》的音乐，有说是韩剧《My girl》的插曲，气氛十分热烈。我充分把握住学生们情绪热烈、精神兴奋的有利时机，趁势引入莫扎特的《第四十交响曲》，让学生们用对比的 方法 分析、比较了作品与流行音乐的异同。同学们积极思考、讨论热烈，得出“莫扎特的作品与那两首流行音乐虽然旋律相同，但在情绪上有很明显的差别”的结论并具体分析。一节课就这样在很愉悦很融洽的气氛中结束了，很好地达到了教学目的，更重要的是拉近了学生和音乐老师之间的距离，增强了学生们学习音乐的浓厚兴趣，进一步调动了学生们上音乐课的积极性。
二、有选择性地让学生欣赏并学唱流行歌曲
当前，我们的音乐教科书特别是初中的教材里已经开始出现一些流行音乐。但教材里的音乐经过编写、定稿、出版再发到学生的手中需要一定的时间，而且教材不可能年年都在重新改编，因此教材里的流行音乐有些滞后甚至是落后，学生们普遍觉得书中的音乐不太符合现在的时代特点，于是便出现了学生喜欢 唱歌 而不喜欢音乐课中的歌曲的尴尬场面。但必须认清一点，流行的不一定都是好的。
流行音乐的发展良莠不齐，并不是所有的流行音乐和歌曲都适合学生、适合音乐教学。笔者所在学校每年的文艺汇演、卡拉OK或生命教育展示周的节目筛选时，很多学生首选都是像《死了都要爱》、《爱情买卖》这样的情爱歌曲。可见，音乐教师在课堂上引入流行音乐的一个重要职责，就是要选择一些和时代相结合的音乐并配合音乐教材中的音乐供学生欣赏或学唱，如北京奥运会前群星演唱的《北京欢迎你》，5·12汶川大地震后成龙演唱的《生死不离》等等。还有一些有利于学生身心健康发展的歌曲，比如臧天朔的《朋友》，孙楠的《红旗飘飘》，陈红的《常回家看看》，欧阳菲菲的《感恩的心》等等，不断增加音乐教学的“流行元素”、“健康元素”。
总之，在音乐教学中积极引入流行音乐是适应教学相长的有效 措施 ，同时要注意对流行音乐、歌曲的“健康选择”，避免让学生不辨善恶的听，要“取其精华，去其糟粕”，只要是健康的、积极向上的流行音乐和歌曲，就可以让学生接触、了解和学习。学生们在音乐教师的引导下有选择的去欣赏、去学唱流行音乐和流行歌曲，要比回避或强行制止的效果好的多。
三、注意把握流行音乐与传统经典音乐的比重
将流行音乐引入音乐教学只是手段而不是目的。笔者从事音乐教学时，除了用流行音乐来带古典音乐和有选择性的加入流行音乐在课堂中进行欣赏和学唱外，每节音乐课还会留出一点时间让学生听听教师为他们选择、准备的流行音乐，极大的提高了学生学习音乐的兴趣，同时也有效地规范了音乐课堂的纪律。
但是要注意的是，在留时间给学生欣赏流行音乐和歌曲时，一定要注意时间的把握。不要让学生听流行音乐的时间多过了我们上音乐课的时间，这样的教学就没有任何意义了。要清楚，我们将流行音乐带进音乐课堂是为了让学生更好、更多的学习和了解传统的、经典的音乐，而不是喧宾夺主，把整节课或者是大部分的时间都用于听流行音乐和歌曲。
如果本末倒置，这样的音乐课随便叫什么人都能上下来，哪里还需要专业的音乐老师?学生们哪里还需要接受什么专业的审美教育?因此，一定要把握好播放流行音乐和歌曲的时间。笔者在音乐课堂上一般都只留几分钟的时间让学生听听适合他们听的流行音乐，效果很好。
综上所述，音乐教师应该发挥自身主观能动性，适当的、合理的将流行音乐有效地带进中学音乐课堂，为音乐课的普及、学生素质的全面提高起到积极的作用。音乐是美的艺术，音乐教师是美的传播者，让我们音乐教师用一切有效的手段带领学生走进音乐的殿堂，在轻松、活泼的音乐气氛中感受美吧!
摘要：艺术需要百家齐放、百花争鸣，不拘一格地将流行音乐等音乐欣赏引进课堂教学，拓宽教学资源，重新整合教学内容，培养学生对音乐课的兴趣和艺术审美能力，是高中音乐教学的必然趋势。新课标为教师在音乐教育观念、内容、方法、手段和评价体系等方面做了大量适应素质教育发展的建议，以新课标为指导，结合实际，提高学生的审美情趣，培养良好的人文素养，真正使学生做到学习音乐、喜爱音乐、选择音乐、享受音乐。
关键词：流行音乐 欣赏 高中 音乐 课堂
高中生对于流行音乐的热衷是不可回避的客观现实，我们必须正视这一现象。爱因斯坦说过：热爱，是最好的老师。新《高中音乐课程标准》中就指出：“关注和重视学生音乐兴趣，发展学生的兴趣与爱好，既是音乐学习的重要基础和基本动力，同时亦是学生在音乐上持续发展，终生热爱音乐的根本保证。”《课标》中还提出：“应以开阔的视野，体验、学习、理解和尊重世界 其它 音乐文化，通过音乐教学，使学生树立平等的多元文化价值观，以利于我们共享人类文明的一切优秀成果。”面对这样科学、包容的指导思想，广大音乐教师所要做的，就是开动脑筋，选取健康、优秀、学生喜爱的流行音乐作品与课堂教学有机的结合，对学生进行有益的引导，从而达到激活音乐课堂，提升审美情趣的教学目的。
一、结合学生兴趣点，指导学生专题鉴赏
新课改教材中已经将大众音乐、通俗音乐作为一个独立的章节设置。这样，在高中音乐鉴赏课上，教师可以设计三到四个课时引导学生对其进行专题鉴赏。而面对涉猎广泛、紧跟流行脚步、并且对相关知识具有强烈求知欲的高中学生来说，只单纯地听几首歌、几段音乐显然是不能满足他们的鉴赏需求的。笔者认为，完全可以结合实际，结合学生的兴趣点，选取优秀的音乐作品引导学生进行较深入地学习、欣赏。例如，下面是笔者的一个教学实例。
这节课安排在爵士音乐欣赏之后，学生们已经对这种由美国黑人创造的、有独特旋律节奏特点的通俗音乐类型有所了解。于是，笔者决定“趁热打铁”，使学生能够继续感受一下同样源于美国的其它风格的流行音乐。
课程一开始，笔者先播放了一段周杰伦的歌曲，此举立即燃起学生们的兴奋点，很多人跟着唱了起来。歌曲结束，笔者提问：“周杰伦的歌曲属于那种风格?”“R&B”、“Hip-Hop”、“Rap”，学生们开口便说出了这些词。笔者紧接着又问：“大家把这些词说得都很熟，那它们究竟都是什么意思?”这个问题让学生们一下子卡了壳。于是我将这些音乐术语一一进行解释，并展示出它们的旋律节奏特点。然后再听歌曲时，学生归结出了周杰伦音乐中的R&B风格特点。
随后，我又选播了一首美国组合“后街男孩”的歌曲，让学生对比欣赏，找出中美两种R&B歌曲的异同点。通过讨论分析，学生们 总结 出：因为R&B音乐源自美国，所以其歌曲风格更加浓郁、鲜明，而周杰伦等人的中文流行歌曲借鉴了美国的R&B曲风，但并没有全部照搬，而是融入了一些中国音乐的元素，比如旋律、伴奏、歌词等等，更适合中国人的欣赏口味。因此，周杰伦等人的歌曲可以称为“有中国特色”的R&B风格歌曲。
这节课以现今学生追捧的周杰伦歌曲为切入点，使学生了解、感受源自美国的R&B音乐风格。同时，希望引导学生对自己喜欢的东西有所了解，在了解的基础上对音乐进行客观的评价。
从实际来看，这样的课是非常受高中生欢迎的。就像课后有些学生表示：“我终于明白了自己喜欢的到底是什么，以前只是一味喜欢，但什么也说不出来;现在了解了相关知识，我觉得自己不再那么盲目了。”由此可见，流行音乐的专题鉴赏是非常有必要的，这类课不仅使学生欣赏到喜闻乐见的作品，传授相关的音乐知识，更重要的是引导学生进行有益的鉴赏，培养他们健康积极的审美情趣，面对纷繁的流行音乐世界，能够作出属于自己的客观理性的评价。
专家分析认为，在整个高中音乐鉴赏学习中，流行音乐的专题鉴赏可以与古典音乐、民族音乐、以及其它音乐类型的欣赏学平行设置，大约占到1/4左右。部分课题内容可以根据流行实际随时进行调整更新，这样既吻合流行音乐的时代特性，同时也能够满足不同时期学生的兴趣和关注点。
二、借助辅助鉴赏，拓宽学生欣赏视野
除了专题鉴赏以外，在其它内容的音乐欣赏教学中，也可以选择符合课堂主题、优秀经典的流行音乐作品作为补充，一方面加深了学生对于教学内容的印象，另一方面也拓宽了他们的欣赏视野，使其从不同角度感受欣赏内容，同时调解了课堂气氛。
例如，在教材《生命之歌》一课中，除了课内古典音乐、民族音乐的欣赏，还可以配合主题，给学生播放迈克尔.杰克逊的《地球之歌》MV，深刻的内容、具有感染力的歌唱以及发人深省的画面，会带给学生另一种震撼，更加深化了保护生命、珍爱生命的德育目标。又如，教材中李斯特的钢琴曲《钟》，这是一首古典音乐作品，为了加强学生对于音乐的印象，在一系列聆听、分析后，可以给学生播放一段香港歌手李克勤的《我不会唱歌》，因为这首流行歌曲的伴奏部分正是改编自《钟》，学生在欣赏之余，不仅强化了对于古典钢琴音乐主题的记忆，同时还了解到，音乐是没有界限的，流行音乐也可以和古典音乐相互借鉴、相互融合。同样，在鉴赏中国戏曲音乐的教学中，穿插欣赏刘欢演唱的《胡雪岩主题曲》，也会产生很好的教学效果和作用。
诸如此类的流行音乐辅助鉴赏，在很多的欣赏主题中都可以使用。需要注意的是，这里的流行音乐作品是作为补充、附加的内容出现的，目的是以另一种面貌呈现教学主题，丰富教学内容。笔者以为，一定要有的放矢地选择与当堂教学联系最紧密的作品，优中选优，宁缺毋滥，这样才能达到锦上添花、升华主题的作用。
无论是主题鉴赏，还是辅助鉴赏，教师都应该以教材为基础，以《新课标》为准绳，精心挑选思想性与艺术性完美统一的流行音乐作品来丰富教学。引导学生正确认识、准确鉴别、理性对待流行音乐，以开放、包容的态度对待各种音乐类型，在音乐中感受真善美。
艺术需要百家齐放、百花争鸣，不拘一格地将流行音乐引进课堂教学，拓宽教学资源，重新整合教学内容，培养学生对音乐课的兴趣和艺术审美能力，是高中音乐教学的必然趋势。新课标为教师在音乐教育观念、内容、方法、手段和评价体系等方面做了大量适应素质教育发展的建议，以新课标为指导，结合实际，提高学生的审美情趣，培养良好的人文素养，真正使学生做到：学习音乐、喜爱音乐、选择音乐、享受音乐。
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直到现在，这是我所看到的，在我对流行音乐看法的基础上，并略高于本人看法一筹的权威专业音乐人士对流行音乐的唯一的看法正确的文章【指今日<新浪博客>载署名“金兆钧”的撰文《流行音乐——别拿专业说事》】。我除了不同意把音乐分成什么高雅音乐（艺术音乐——如艺术歌曲）和通俗音乐之外，也极力反对所谓音乐家和音乐人的分法，因为它从骨子里是一种鄙视和打压流行音乐—艺术工作的愚蠢做法。流行音乐为人类的文化生活提供了极其丰富的养料和极其广泛的恩泽，这是不争的事实，反言之，流行音乐爱好者给与了流行音乐的制造人以丰厚的令所有人垂涎的精神物质褒奖——回报，这也是铁的事实。所以我始终认为，无论是经典音乐还是流行音乐，只要是好的音乐都是人类值得继承和发扬光大的精神财富。现在终于开始有了专业音乐人士对流行音乐的正确认识与理性回归，人们开始正确评价流行音乐在人们心目中的地位，并做出种种加大流行音乐中“理论音乐成分”的尝试：在我国近期发生的“英伦组合”就是一个成功的范例。正如自然科学的一种正确门类划分方式——即把自然科学划分为理论科学和应用科学一样，把音乐划分为理论型音乐和应用型——商业型音乐，或者是传统音乐和通俗音乐，或者经典音乐和流行音乐，才是正确的、科学的划分方法。以巴赫、贝多芬的管弦交响乐等纯音乐（非特指作曲家笔下的无标题音乐）为标志的人类音乐艺术珍品，是奠定现代音乐理论基础、统一人类音乐语言、积聚人类音乐精华的音乐殿堂的“镇馆之宝”，它是理论音乐,等同于自然科学的牛顿力学和爱因斯坦相对论的理论精华，也是各音乐殿堂音乐教科的必修课。而流行音乐对人类的贡献就在于把这些理论很好地演化成一种商业形式的、为广大民众喜闻乐见并能很好地解析与展示他们的精神生活的音乐商品，极大地丰富了人们的业余文化生活。也如没有应用科学，理论自然科学只是废纸一堆一样，没有流行音乐对理论音乐的分解和沉淀，理论音乐也只能是少数孤芳自赏人士的庭中花、屋内草。因为十分简单，广大民众他们为了生活，是不必要也不可能把音乐钻研得太深，也就不可能感受音乐对于人类情感和精神生活的极大魅力的。需要搞清楚，人们对音乐的最广泛需求在于作为他们生活的辅料，而非生活的来源。如果全人类都成了专业音乐家，那大家都只有喝西北风了。人类为了生存和延续生命，必须创造和从事各种职业，并成为这种种职业的专家，也就没有时间和精力同时成为音乐家，变得能欣赏所谓“高雅音乐”了，尽管理论音乐对人们的从业诱惑力极大。若想知道有关我对这种观点的最集中、最清晰和最精辟的分析论证，可阅读我的新浪博文——帖子式豆腐块文章《流行音乐的生命力来自它反映青年人的心声》、《莫说通俗是庸俗——也为超女鸣不平》。还有就是你去这里看看好像就是你说的流行音乐论文，谢谢 ！
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