机械工程控制基础学习指导-习题及答案 ch01.docx

第1章绪论

简答题

1.如图1-1所示，分析汽车驾驶人驾驶汽车过程中的反馈控制过程并画出其框图。

答:汽车驾驶人驾驶汽车过程中的反馈控制过程是一个简单的闭环控制系统。汽车驾驶人驾驶汽车希望汽车具有一定的理想状态(如速度，方向等)，人眼及神经感觉测出实际的行驶方向与期望的行驶方向之差，指挥四肢控制汽车的方向驱动，直到实际的行驶方向与期望的行驶方向一致，使汽车按预定的状态运动。此时，路面的状况等因素会对汽车的实际状态产生影响，使得汽车偏离理想状态，人的感觉器官感觉车子的状态，并将此信息返回到大脑，大脑根据实际状态与理想状态的偏差调整四肢动作，如此循环往复。其信息流动与反馈的过程如图1-2所示。

2.电热水器工作时，水箱中水的温度通过电加热器、测温元件和温控开关来控制。当使用热水时，水箱中的热水由出水口流出，同时冷水自入水口进入。试画出该控制系统的框图，并说明这个系统在分类上是什么控制系统。

该控制系统的框图如图1-3所示，这个系统在分类上是闭环控制系统。

3.分析电冰箱制冷系统工作的原理，试画出系统的框图，并说明这个系统在分类上是什么控制系统。

该控制系统框图如图1-4所示，这个系统在分类上是闭环控制系统。

4.函数记录仪全称为x-y函数记录仪，它将通过传感器测得的压力、电流或位移等函数变化用图像的形式绘制在记录纸上，为人们提供可视化函数以供参考。其工作原理是输入电压AU经过适当衰减，调整到合适的灵敏度，与平衡电桥输出合成电压△E，经过放大器推动电动机转动。它拖动滑线电位器R3和R4变化，使得平衡电桥输出电压改变，直至合成电压△E=0时停止。在这个调整过程中，与滑线电位器上的滑动触点同步的记录笔随之而动，它记录了输入电压△U变化的全过程。试画出系统的框图，并说明这个系统在分类上是什么控制系统。

该系统框图如图1-5所示，这个系统在分类上是闭环控制系统《随动系统)。

5.分析仓库大门自动控制原理，试画出系统框图。

自动控制大门开启和关闭工作原理如下，当合上开门开关时，控制器产生偏差电压，该电压经过放大器放大后，驱动伺服电机带动绞盘转动，使大门向上提起，与大门连在一起的电位器电刷上移，直到桥式电路达到平衡，电机停止转动，开门开关自动断开。反之，当合上关门开关时，伺服电机反向转动，带动绞盘使大门向下落，从而实现远距离自动控制大门开关的要求。仓库大门控制系统的框图如图1-6所示。

6.分析图1-7所示液压压下板机原图和图1-8所数控床工作台的驱动系统，画出其各自的控制原理框图。

液压压下钢板轧机工作原理:工作辑的辊缝信息或钢板出口厚度信息《或者与两者兼有)由检测元件3测出并反馈到电液服系统2中，发出控制信号驱动油缸1，以调节两个轧制轻的缝隙，从而使钢板出口厚度保持在要求公差范围内。

液压压下钢板轧机的控制原理框图如图1-9所示。

数控机床工作台的驱动系统的工作原理:由检测装置随时测定工作台的实际位置(即输出信号)与控制指令比较，得到工作台实际位置与目标位置之间的差值，考虑驱动系统的动力学特性，按一定的规律设计相应的策略，使系统按输入指令的要求进行动作。

数控机床工作台的驱动系统的控制原理框图如图1-10示。