[例1-1]船舶驾驶舵角位置跟踪系统如例图1-1所示试分析

[例1-1]船舶驾驶舵角位置跟踪系统如例图1-1所示。试分 析其工作原理，并画出系统方块图。
θo θi
电位计组 接操 纵杆 + − + 反馈连接
−
电压 u e 放大器 + 功率 放大器
−
船舵
电动机
减速器
[解]：该系统的任务是船舶舵角位置 θ o跟踪操纵杆角位 置θ i 。被控对象是船舵，被控量（输出量）是船舵的角位 置 o ，给定量（输入量）是操纵杆角位置。理想跟踪情况 θ θo 下， = θ i，两环形电位计组成的桥式电路处于平衡状态， 输出电压u e = 0，电动机不转。系统相对静止。
道路
大脑
手和方向盘 眼和大脑
驱动机构
车体
路线
该系统中，输入量是道路信息，输出量是实际的行 车路线。大脑是控制器，手、方向盘和驱动机构是执行 元件，车体是被控对象。眼和大脑作为反馈装置。
例1-1 续1
如果操纵杆角θ i 改变了，而船舵仍处于原位，则电位器 u 输出u e ≠ 0，e 经放大后使电动机通过减速器连同船舵和输出 电位计滑臂一起作跟随θ i 给定值的运动。当 θ o = θ i 时，电动 机停转，系统达到新的平衡状态，从而实现角位置跟踪的 目的。 由上分析可见，操纵杆是输入装置，电位计组同时完 成测量和比较功能，电压、功率放大器完成调节器工作， 电动机和减速器共同起执行器的作用。 系统的原理方块图如下：
ug = ug1
[例1-2] 续： “转速控制系统”之“闭环控制系统”
+
ug
较 点
比
ue
放
功
ua
n
M
ug
-
ue
ua
测速装置
n
测速装置
uf
工作原理：
n , uf , 系统 转速
ue = ug − uf
,n
ue
道路正确驾驶的反馈过程。
[例1-3]： 用原理方块图表示司机沿给定路线行驶时观察
司机根据眼睛观察到的汽车行驶路线、障碍物和汽 车的前进方向，估计汽车的前进路线。再由实际道路与 估计的前进路线的差距指挥手来操纵方向盘，以使汽车 正确地沿道路前进。原理方块图如下： 实际
θi
操纵杆
−
电位 器组
电压 放大器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
功率 放大器
θo
电动机 减速器 船舵
[例1-2]：
+
ug
功 放
+
扰动负载
n
ua
图 -
M
ug
功放
ua
电动机
n
-
方块图 ug n 扰动 电动机 ua 负载 扰M
电动机 动机 n=n1 n=n1+
工作原理： 电 ug 功 放
ua n 电动机 n 负载 ug n 扰动
ua 动电 ug=ug1 ——