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自动控制原理作业17考试重点 自动控制原理作业17考试重点 自动控制原理作业17考试重点 红色为要点（ 2016 年考题） 第一章 1-2?库房大门自动控制系统原理表示图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。 解 ??当合上开门开关时，电桥会丈量出开门地点与大门实质地点间对应的偏差电压，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，和大门连在一同的电刷也向上挪动，直到桥式丈量电路达到均衡，电动机停止转动，大门达到开启地点。反之，当合上关门开关时，电动机反转带动绞盘使大门封闭，进而能够实现大门远距走开闭自动控制。系统方框图以以下图所示。 1-4 题 1-4 图为水温控制系统表示图。冷水在热互换器中由通入的蒸汽加热，进而获得必定温度的热水。冷水流量 变化用流量计丈量。试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为希望值，系统是怎样工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？ ? 解 ?工作原理：温度传感器不停丈量互换器出口处的实质水温，并在温度控制器中与给定温度对比较，若低于给定 温度， 其偏差值使蒸汽阀门开大， 进入热互换器的蒸汽量加大， 热水温度高升， 直至偏差为零。 假如因为某种原由，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，经过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增添，提早进行控制，实现按冷水 流量进行顺馈赔偿，保证热互换器出口的水温不发生大的颠簸。 ? 此中，热互换器是被控对象， 实质热水温度为被控量， 给定量（希望温度） 在控制器中设定； 冷水流量是扰乱量。 ???? 系统方块图以以下图所示。这是一个按扰乱赔偿的复合控制系统。 1-5 图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。剖析系统的工作原理，指出被控对象、被控量及各零件的作用，画出系统方框图。 解 ? 加热炉采纳电加热方式运转，加热器所产生的热量与调压器电压 Uc 的平方成正比， Uc 增高，炉温就上涨， Uc 的高低由调压器滑动触点的地点所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实质温度用热电偶丈量，输出 电压 Uf。 Uf 作为系统的反应电压与给定电压 Ur 进行比较，得出偏差电压 Ue，经电压放大器、功率放大器放大成 au 后，作为控制电动机的电枢电压。 ? 在正常状况下，炉温等于某个希望值 T° C，热电偶的输出电压 Uf 正好等于给定电压 Ur。此时， Ue=Ur-Uf=0， 故 U1=Ua=0，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点逗留在某个适合的地点上，使 Uc 保持必定的数值。这时，炉子 消散的热量正好等于从加热器汲取的热量，形成稳固的热均衡状态，温度保持恒定。 ? 当炉膛温度 T° C 因为某种原由忽然降落 (比如炉门翻开造成的热量流失 )，则出现以下的控制过程 ,控制的结果 是使炉膛温度上涨，直至 T° C 的实质值等于希望值为止。 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压 ru （表征炉温的希望值） 。系 统方框图见以下图。 注意 :方框图中被控对象和被控量放在最右侧 ,检测的是被控量 ,非被控对象 . 第二章 2-2??设机械系统如图 2— 57 所示，此中 xi 为输入位移， xo 为输出位移。 试分别列写各系统的微分方程式及传达函数。 解：①图 (a)：由牛顿第二运动定律，在不计重力时，可得 2-6 若某系统在阶跃输入 r(t)=1(t) 时，零初始条件下的输出响应 c(t)=1-e-2t +e-t，试求系统的传达函数和脉冲响应。 2-8?在图 2-60 中，已知 G(s)和 H(s)双方框相对应的微分方程分别是 且初始条件均为零，试求传达函数及 C(s)/R(s)及 E(s)/R(s)。 2-9 求图 ?2-53?所示有源网络的传达函数 Uo (s)/Ui(s) 2-11?已知控制系统构造图如图 2-55 所示。 试经过构造图等效变换求系统传达函数 C(s)/R(s)。 解： 第三章 3-3 已知二阶系统的单位阶跃响应为 h(t) = 10 ?? sin + ) 试求系统的超调量 σ％、峰值时间ｔ p 和调理时间ｔ s。 解： c(t) 1 1 e n t sin( 1 2 n t ) 1 2 % e / 1 2 3.5 arccos t p 2 ts 1 n n cos cos53.10 0.6 / 1 2 e 0. 6 / 1 0.6 2 0.6/ 1 0.6 2 % e e 9.5% t p 2 1.96(s) 1 1.6 n 3.5 3.5 2.92( s) ts 1.2 n 或：先依据 c(t) 求出系统传函，再获得特点参数，带入公式求解指标。 3-6 设图 3-46 是简化的飞翔控制系统构造图，试选择参数 K１和 Kt ，使系统 ω