自动控制原理与系统习题答案(20506)

1习题答案习题11-5解（1）负反馈连接方式为：ad，bc；（2）系统框图如答图1-1所示。答图1-1速度控制框图1-6解（1）控制系统的功能是使工作台随控制电位器给定规律移动，因此被控对象是工作台，被控量是工作台的位移，给定量是控制电位器滑臂的转角（表征工作台的希望位置）。系统框图如答图1-2所示。答图1-2工作台液压伺服系统框图（2）控制装置各组成部分及其作用如下：手柄是给定元件，给出表征工作台希望位置的转角信号。齿条齿轮传动机构完成测量元件的功能。由控制电位器、反馈电位器组成的电桥电路完成1和2（表征工作台实际位置）的比较，给出偏差电压△u。放大器是放大元件。电磁阀、作动筒组成执行机构，推动工作台移动。1-7解系统的控制任务是保持液面高度不变。水箱是被控对象，水箱液位是被控量，电位器设定电压（表征液位的希望值c*）是给定量。当电位器电刷位于中点位置（对应ur）时，电动机不动，控制阀门有一定的开度，使水箱中流人水量与流出水量相等，从而液面保持在希望高度c*上。一旦流出水量发生变化（相当于扰动），例如当流出水量减小时，液面升高，浮子位置也相应升高，通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机通过减速器减小阀门开度，使进入水箱的液体流量减少。这时，水箱液面下降，浮子位置相应下降，直到电位器电刷回到中点位置为止，系统重新处于平衡状态，液面恢复给定高度。反之，当流出水量在平衡状态基础上增大时，水箱液位下降，系统会自动增大阀门开度，加大流入水量，使液位升到给定高度c*。液位自动控制系统的框图如答图1-3答图1-3液位自动控制系统的框图1-8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的偏差电压，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，和大门连在一起的电刷也向上移动，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。系统框图如答图1-4所示。2被控对象：仓库大门；被控量：大门的实际位置；给定量：开关位置。答图1-4仓库大门自动开闭控制系统1-9解工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温波动不大。系统中，热交换器是被控对象，控制装置由控制器（完成比较、运算功能），阀门（执行机构），温度传感器和流量计（测量元件）组成。实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。系统框图如答图1-5所示。这是一个按干扰补偿的复合控制系统。答图1-5水温控制系统原理框图习题22-12-2；2-332-4(1)21211)(Bs)()()(KKKKsBKsXsXsXrcc2-52-62-72-82-9(1)212121211)((HGHHGGGGsXsY）2-1042-112-122-132-142-15（2）tteettf23)12()(5习题33-13-23-33-43-53-63-73-83-9(a)稳定，衰减振荡；(b)稳定，无超调；(c)不稳定，发散振荡(d)不稳定，不振荡(e)临界稳定，等幅振荡3-103-113-12（1）小6习题44-1K=12，T=14-24-54-6⑦不稳定；⑧稳定4-74-84-94-104-1174-124-134-144-154-16略习题55-15-25-35-45-55-6（3）倒频特性关系。反馈校正能改善中频段的性能，使系统的动态性能得到显著的改善。