自动控制原理习题及答案.docx

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第一章习题答案

1-1根据题1-１图所示得电动机速度控制系统工作原理图

(１)将a,ｂ与ｃ,d用线连接成负反馈状态;

(2)画出系统方框图。

解(1)负反馈连接方式为:,;

（2)系统方框图如图解１－1所示。

1-２题１－2图就就是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭得工作原理,并画出系统方框图。

题1-2图仓库大门自动开闭控制系统

解当合上开门开关时,电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应得偏差电压,偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时,和大门连在一起得电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡,电动机停止转动,大门达到开启位置。反之,当合上关门开关时,电动机带动绞盘使大门关闭,从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解１-2所示。

1-３题1-3图为工业炉温自动控制系统得工作原理图。分析系统得工作原理,指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。

题1-3图炉温自动控制系统原理图

解加热炉采用电加热方式运行,加热器所产生得热量与调压器电压得平方成正比,增高,炉温就上升,得高低由调压器滑动触点得位置所控制,该触点由可逆转得直流电动机驱动。炉子得实际温度用热电偶测量,输出电压。作为系统得反馈电压与给定电压进行比较,得出偏差电压，经电压放大器、功率放大器放大成后，作为控制电动机得电枢电压。

在正常情况下,炉温等于某个期望值°Ｃ,热电偶得输出电压正好等于给定电压。此时,,故,可逆电动机不转动,调压器得滑动触点停留在某个合适得位置上,使保持一定得数值。这时,炉子散失得热量正好等于从加热器吸取得热量,形成稳定得热平衡状态,温度保持恒定。

当炉膛温度°C由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成得热量流失)，则出现以下得控制过程：

控制得结果就就是使炉膛温度回升,直至°Ｃ得实际值等于期望值为止。

CC

系统中,加热炉就就是被控对象,炉温就就是被控量,给定量就就是由给定电位器设定得电压(表征炉温得希望值)。系统方框图见图解１-３。

1-４题1-4图就就是控制导弹发射架方位得电位器式随动系统原理图。图中电位器、并联后跨接到同一电源得两端,其滑臂分别与输入轴和输出轴相联结,组成方位角得给定元件和测量反馈元件。输入轴由手轮操纵；输出轴则由直流电动机经减速后带动，电动机采用电枢控制得方式工作。

试分析系统得工作原理，指出系统得被控对象、被控量和给定量，画出系统得方框图。

题１-4图导弹发射架方位角控制系统原理图

解当导弹发射架得方位角与输入轴方位角一致时,系统处于相对静止状态。

当摇动手轮使电位器得滑臂转过一个输入角得瞬间,由于输出轴得转角，于就就是出现一个误差角,该误差角通过电位器、转换成偏差电压，经放大后驱动电动机转动,在驱动导弹发射架转动得同时,通过输出轴带动电位器得滑臂转过一定得角度，直至时，，偏差电压,电动机停止转动。这时,导弹发射架停留在相应得方位角上。只要,偏差就会产生调节作用，控制得结果就就是消除偏差，使输出量严格地跟随输入量得变化而变化。

系统方框图如图解1-4所示。

１-5采用离心调速器得蒸汽机转速控制系统如题1-5图所示。其工作原理就就是:当蒸汽机带动负载转动得同时,通过圆锥齿轮带动一对飞锤作水平旋转。飞锤通过铰链可带动套筒上下滑动,套筒内装有平衡弹簧,套筒上下滑动时可拨动杠杆，杠杆另一端通过连杆调节供汽阀门得开度。在蒸汽机正常运行时,飞锤旋转所产生得离心力与弹簧得反弹力相平衡，套筒保持某个高度,使阀门处于一个平衡位置。如果由于负载增大使蒸汽机转速下降，则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动,并通过杠杆增大供汽阀门得开度,从而使蒸汽机得转速回升。同理，如果由于负载减小使蒸汽机得转速增加，则飞锤因离心力增加而使套筒上滑,并通过杠杆减小供汽阀门得开度,迫使蒸汽机转速回落。这样,离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速得影响，使蒸汽机得转速保持在某个期望值附近。

指出系统中得被控对象、被控量和给定量，画出系统得方框图。

题１-5图蒸汽机转速自动控制系统

解在本系统中，蒸汽机就就是被控对象,蒸汽机得转速就就是被控量,给定量就就是设定得蒸汽机希望转速。离心调速器感受转速大小并转换成套筒得位移量,经杠杆传调节供汽阀门,控制蒸汽机得转速,从而构成闭环控制系统。

系统方框图如图解1-5所示。

1-6摄像机角位置自动跟踪系统如题1-6图所示。当光点显示器对准某个方向时,摄像机会自动跟踪并对准这个方向。试分析系统得工作原理,指出被控对象、被控量及给定量,画出系统方框图。

题1-6图摄像机角位置随动系统原理图

解控制系统得任