自动控制原理第六版答案第1章

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胡寿松《自动控制原理》(第六版)配套题库【章节题库】(上册)(第1~2章)【圣才出品】

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图 1-1
(1)将 A,B 与 C,D 用线连接成负反馈系统;
(2)画出系统方框图。
答:(1)A-D 连接,B-C 连接。
(2)系统方框图
给定值 放大器
电动机
转速 负载
测速电机
图 1-2
8.图 1-3 是水位控制系统的示意图,图中 Q1, Q2 分别为进水流量和出水流量。控制的 目的是保持水位为一定的高度。试说明该系统的工作原理并画出其方框图。
6.试判断下列微分方程所描述的系统属何种类型(线性、非线性;定常、时变)。
(1)
d 2c(t) dt 2
3 dc(t) dt
2c(t )
5 dr(t) dt
r(t) ;
(2) t
dc (t ) dt
2c(t )
dr (t ) dt
2r(t) ;
(3)
d
2c(t ) dt 2
2
dc(t) dt
2c2
2.试简述控制理论的基本任务。 答:自动控制是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置使机器、设备或 生产过程的某个工作状态或参数自动按照预定的规律运行。控制理论主要是研究自动控制系 统的分析和设计问题,包括经典控制理论和现代控制理论。
3.试述正反馈控制的优缺点。 答:(1)优点:可以提高放大环节的放大系数; (2)缺点:容易使系统不稳定。
【答案】微分方程中没有交叉项,没有高于一次的项,满足线性系统要求,为线性系统。
4.自动控制系统按给定信号的类型可分为 系统和 系统。 【答案】连续;离散。 【解析】针对系统输入和输出信号的类别,系统可分为连续和离散系统。
5.自动控制系统性能好坏的 3 个方面为: 。 【答案】稳定性,快速性,准确性。 【解析】即对控制系统稳、准、快的要求。

自动控制原理胡寿松第六版第一张

自动控制原理胡寿松第六版第一张
位置精度考虑:为了使纪录笔能准确到达指定位置,应将纪录笔的 位置测量出来,用来反馈。
电机拖动考虑:纪录笔有惯性,希望电机速度能按所需位移量进行控制,所 以将电机转速测量出来,用来反馈。
输入量
放大器
伺服电机
传动机构
笔位置
纪录笔
测速电机
位置测量
内反馈可增加 系统的阻尼
第13页,共24页。
•飞机自动驾驶仪系统
第3页,共24页。
•例1:人用手拿物品。
控制目标:手拿到物品。
相关部件:1.手。抓取物品。功能:受控对象、执行部 件。 2.大脑。协调眼、手工作。功能:比较物品与手 之间的接近程度(比较元件);控制手的动作(控制部 件)。3 .眼睛。观察物品与手的位置。功能:检测元 件。
物品
位置
眼睛
大脑
手 手臂、手
较,若液位降低,则加大阀门开度,反之则减小。
设定水位
调节器
阀门
干扰
水位
锅炉
液位测量
第16页,共24页。
§1-3 自动控制系统的分类
1.线性连续控制系统
2.线性定常离散控制系统 3.非线性控制系统
第17页,共24页。
•线性连续控制系统
线性:系统的输入输出满足线性关系。
即有:若a输1u 入1时ua1,2u输输2出出为为 ;输ay入11y1 时,a。u2 输y2 出2为 。则输y入2 为
t
t
4.正弦函数:
u
f(t) 0 Asi nt()
t0 t0
t
第24页,共24页。
不稳定系统
稳定系统
2.快速性:系统稳定快慢程度的性能描述。一般用过渡过程的时间
来描述。
过渡过程:系统从开始运动到回到平衡点稳定下来的过程,也叫动 态过程、动态。

自动控制原理答案——第一章

自动控制原理答案——第一章

第1章 习 题1-1 日常生活中存在许多控制系统,其中洗衣机的控制是属于开环控制还是闭环控制?卫生间抽水马桶水箱蓄水量的控制是开环控制还是闭环控制?解:洗衣机的洗衣过程属于开环控制,抽水马桶的蓄水控制属于闭环控制。

1-2 用方块图表示驾驶员沿给定路线行驶时观察道路正确驾驶的反馈过程。

解:驾驶过程方块图如图 所示。

图 驾驶过程方块图1-3自动热水器系统的工作原理如图T1.1所示。

水箱中的水位有冷水入口调节阀保证,温度由加热器维持。

试分析水位和温度控制系统的工作原理,并以热水出口流量的变化为扰动,画出温度控制系统的原理方块图。

图T1.1 习题1-3图解:水位控制:输入量为预定的希望水位,设为H r, 被控量为水箱实际水位,设为H。

当H=H r时,浮子保持一定位置,冷水调节阀保持一定开度,进水量=出水量,水位保持在希望水位上。

当出水量增加时,实际水位下降,浮子下沉,冷水入口调节阀开大,进水量增加,水位上升直到H=H r。

同理,当出水量减少时,实际水位上升,浮子上升,冷水入口调节阀关小,进水量减少,水位下降直到H=H r。

温度控制:在热水电加热器系统中,输入量为预定的希望温度(给定值),设为T r,被控量(输出量)为水箱实际水温,设为,控制对象为水箱。

扰动信号主要是由于放出热水并注入冷水而产生的降温作用。

当T=T r时,温控开关断开,电加热器不工作,此时水箱中水温保持在希望水温上。

当使用热水时,由于扰动作用使实际水温下降,测温元件感受T<T r的变化,并把这一温度变化转换为电信号使温控开关接通电源工作,电加热器工作,使水箱中的水温上升,直到T=T r为止。

温度控制系统的原理方块图如图 所示。

图 热水电加热器控制原理方块图1-4 仓库大门自动开闭系统原理示意图如图T1.2所示。

试说明自动控制大门开闭的工作原理并画出原理方块图。

图T1.2 习题1-4图解:当合上开门开关时,电位器桥式测量电路的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。

(完整版)自动控制原理课后习题及答案

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第一章绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优弊端.解答: 1 开环系统(1)长处 :构造简单,成本低,工作稳固。

用于系统输入信号及扰动作用能早先知道时,可获得满意的成效。

(2)弊端:不可以自动调理被控量的偏差。

所以系统元器件参数变化,外来未知扰动存在时,控制精度差。

2闭环系统⑴长处:不论因为扰乱或因为系统自己构造参数变化所惹起的被控量偏离给定值,都会产生控制作用去消除此偏差,所以控制精度较高。

它是一种按偏差调理的控制系统。

在实质中应用宽泛。

⑵弊端:主要弊端是被控量可能出现颠簸,严重时系统没法工作。

1-2什么叫反应?为何闭环控制系统常采纳负反应?试举例说明之。

解答:将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反应。

闭环控制系统常采纳负反应。

由1-1 中的描绘的闭环系统的长处所证明。

比如,一个温度控制系统经过热电阻(或热电偶)检测出目前炉子的温度,再与温度值对比较,去控制加热系统,以达到设定值。

1-3试判断以下微分方程所描绘的系统属于何种种类(线性,非线性,定常,时变)?2 d 2 y(t)3 dy(t ) 4y(t ) 5 du (t ) 6u(t )(1)dt 2 dt dt(2) y(t ) 2 u(t)(3)t dy(t) 2 y(t) 4 du(t) u(t ) dt dtdy (t )u(t )sin t2 y(t )(4)dtd 2 y(t)y(t )dy (t ) (5)dt 2 2 y(t ) 3u(t )dt(6)dy (t ) y 2 (t) 2u(t ) dty(t ) 2u(t ) 3du (t )5 u(t) dt(7)dt解答: (1)线性定常(2)非线性定常 (3)线性时变(4)线性时变(5)非线性定常(6)非线性定常(7)线性定常1-4 如图 1-4 是水位自动控制系统的表示图, 图中 Q1,Q2 分别为进水流量和出水流量。

控制的目的是保持水位为必定的高度。

自动控制原理 第一章习题及答案

自动控制原理 第一章习题及答案

一、 习 题 及 解 答第1章习题及解答1-1 根据图1-15所示的电动机速度控制系统工作原理图,完成:(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:,d a ↔c b ↔;(2)系统方框图如图解1-1 所示。

1-2 图1-16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、闭的工作原理,并画出系统方框图。

图1-16 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。

系统方框图如图解1-2所示。

1-3 图1-17为工业炉温自动控制系统的工作原理图。

分析系统的工作原理,指出被控对象、被控量和给定量,画出系统方框图。

图1-17 炉温自动控制系统原理图解 加热炉采用电加热方式运行,加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比,c u 增高,炉温就上升,c u 的高低由调压器滑动触点的位置,该触点由可逆转的直流电动机驱动。

炉子的实际温度用热电偶测量,输出电压f u 。

f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较,得出所控制偏差电压,经电压放大器、功率放大器放大成后,作为 况下,炉温等于某个期望值e u a u 控制电动机的电枢电压。

在正常情T °C ,热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。

此时,0=−=f r e u u u 故01,==a u u ,可逆电动机不转动,调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上,使c u 保持一定的数值。

这时,炉子散失量正好等于从加热器吸的热取的热量,形成稳定的热平衡状态,温度保持恒定。

胡寿松《自动控制原理》(第六版)配套题库【课后习题】(上册)【圣才出品】

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第二部分课后习题第1章自动控制的一般概念1-1图1-1是液体自动控制系统原理示意图。

在任意情况下,希望液面高度c 维持不变,试说明系统工作原理并画出系统方块图。

图1-1液体自动控制系统原理图解:当12Q Q 时,液面高度的变化。

例如,c 增加时,浮子升高,使电位器电刷下移,产生控制电压,驱动电动机减小阀门开度,使进入水箱的流量减少。

反之,当c 减小时,则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 。

方块图如图1-2所示。

图1-2液体自动控制系统方块图1-2图1-3是仓库大门自动控制系统原理图。

试说明系统自动控制大门开闭的工作原理并画出系统方块图。

图1-3仓库大门自动控制系统原理图解:当合上开门开关时,产生偏差电压信号,信号被放大后,驱动伺服电动机转动,使大门向上提起。

同时,电位器电刷上移,测量电路重新达到平衡,电动机停止转动。

反之,当合上关门开关时,伺服电动机反向转动,带动绞盘转动使大门关闭。

方块图如图1-4所示。

图1-4仓库大门自动控制系统方块图1-3图1-5(a)和(b)均为自动调压系统。

设空载时,图(a)和图(b)的发电机端电压均为110V。

试问带上负载后,图(a)和图(b)中哪个系统能保持110V电压不变?哪个系统的电压会稍低于110V?为什么?图1-5自动调压系统解:图1-5(a)所示系统能够恢复到110V,图1-5(b)所示系统的端电压将稍低于110V,原因如下:图1-5(a)所示系统,当端电压低于给定电压时,其偏差电压经放大器放大使伺服电机SM转动,从而偏差电压减小至零,伺服电机停止转动,因此,图1-5(a)所示系统能够恢复到110V。

图1-5(b)所示系统,当偏差电压为零时,激磁电流也为零,发电机不能工作,因此,图1-5(b)所示系统的端电压将稍低于110V。

1-4图1-6为水温控制系统原理示意图。

冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热,从而得到一定温度的热水。

冷水流量变化用流量计测量。

(完整版)自动控制原理_第一章课后习题解答

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第一章1.1 图1.18是液位自动控制系统原理示意图。

在任意情况下,希望液面高度c维持不变,试说明系统工作原理并画出系统方块图。

c+-SM___ 1Q浮浮浮浮浮浮2Q浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮fi-+解:系统的控制任务是保持液面高度不变。

水箱是被控对象,水箱液位是被控变量。

电位器用来设置期望液位高度*c(通常点位器的上下位移来实现) 。

当电位器电刷位于中点位置时,电动机不动,控制阀门有一定的开度,使水箱的流入水量与流出水量相等,从而使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,水箱液位下降.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,液位恢复给定高度。

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。

系统方框图如图解1. 4.1所示。

1.2恒温箱的温度自动控制系统如图1.19所示。

(1) 画出系统的方框图;(2) 简述保持恒温箱温度恒定的工作原理;(3) 指出该控制系统的被控对象和被控变量分别是什么。

M放大器电机减速器调压器 220~热电偶电阻丝- +- +图1.19 恒温箱的温度自动控制系统解:恒温箱采用电加热的方式运行,电阻丝产生的热量与调压器电压平方成正比,电压增高,炉温就上升。

调压器电压由其滑动触点位置所控制,滑臂则由伺服电动机驱动.炉子的实际温度用热电偶测量,输出电压作为反馈电压与给定电压进行比较,得出的偏差电压经放大器放大后,驱动电动机经减速器调节调压器的电压。

在正常情况下,炉温等于期望温度T ,热电偶的输出电压等于给定电压。

此时偏差为零,电动机不动,调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上。

自动控制原理课后习题答案

自动控制原理课后习题答案

du3 (t) dt
(R1C2
1)u3 (t)
R1R2C1C2
d 2V (t) dt 2
(R1C1
R2C2
R1C2 )
dV (t) dt
( R1C2
1)V (t)
G(S ) u3 (s) R1R2C1C2 S 2 (R1C1 R2C2 R1C2 )S (R1C2 1)
V (s)
R1R2C1C2 S 2 (R1C1 R2C2 )S (R1C2 1)
第三章:作业3.5
试用Routh稳定判据判断下列(a)(b)(c)(d)(e)特征方程描述的系统的稳 定性,若不稳定说明右半复数平面或虚轴上的根的个数。
解:(a) s5+6s4+3s3+2s2+s+1=0
1
3
6
2
16
5
2
16
-1
-(1/-1)×1×16=16
1 1
一行同乘分母6 一行同乘分母16 一行同乘2/246
没有互不接触回路: ∑LbLc = ∑LdLeLf = ···=0 特征式:△(s)=1-[L1 + L2+ L3]=1+G2(s) G3(s)G6(s)+G3(s) G4(s)G5(s)+ G1(s) G2(s) G3(s) G4(s) G7(s) 余子式:△1 (s)=1
H(s)=y(s)/u(s)= Q1(s)/ △(s)
的控制方法。
• 反馈控制原理-通过反馈信息形成反馈控制作用的原理,称为反馈控制原理。
3、反馈控制系统的基本构成及特点?
简答:反馈控制系统由被控对象和控制器两大部分组成。
控制器又主要由以下基本元件构成:

自动控制原理 第六版 第一章

自动控制原理 第六版 第一章
3
退出
开环控制:开环控制是指控制器与被控对象之间只有顺向作用 而没有反向联系的控制过程。 主要特点: 输出不影响输入,对输出不需要测量,通常容易实现;

2 自动控制方式
组成系统的元部件精度高,系统的精度才能高; 系统的稳定性不是主要问题; 按给定值操纵。信号由给定值至输出量单向传递。一定 的给定值对应一定的输出量。系统的控制精度取决于系 统事先的调整精度。对于工作过程中受到的扰动或特性 参数的变化无法自动补偿。结构简单,成本低廉,多用 于系统结构参数稳定和扰动信号较弱的场合,如自动售货 机,自动报警器,自动流水线等。
21
(1)、阶跃函数
0 函数表达式为: f (t ) R t0 t0
在任意时刻t0出现的阶跃函数可表示为
f (t t0 ) R 1(t t0 )
22
(2)、斜坡函数
0 斜坡函数的数学表达式为: f (t ) R t
t0 t0
如雷达-高射炮防空系统,当雷达跟踪的目标以恒定 速率飞行时,可视为该系统工作于斜坡函数作用之下。
测量装置
扰动
控制器
被控制 对象 输出 量
按扰动补偿 的原理方框图
退出
5
闭环控制:是指控制器与控制对象之间既有顺向作用又有反向 联系的控制过程。 主要特点: 输出影响输入,所以能削弱或抑制干扰;

低精度元件可组成高精度系统; 因为可能发生超调,振荡,所以稳定性很重要。 馈,负反馈。我们所讲述的反馈系统如果无特殊说明, 一般都指负反馈。
11
炉温控制系统方块图
炉温控制系统方块图
12
方块图中各符号的意义
元部件 方块(框)图 信号(物理量)及传递方向
中的符号

自动控制原理 第一章习题及答案

自动控制原理 第一章习题及答案

一、 习 题 及 解 答第1章习题及解答1-1 根据图1-15所示的电动机速度控制系统工作原理图,完成:(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:,d a ↔c b ↔;(2)系统方框图如图解1-1 所示。

1-2 图1-16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、闭的工作原理,并画出系统方框图。

图1-16 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。

系统方框图如图解1-2所示。

1-3 图1-17为工业炉温自动控制系统的工作原理图。

分析系统的工作原理,指出被控对象、被控量和给定量,画出系统方框图。

图1-17 炉温自动控制系统原理图解 加热炉采用电加热方式运行,加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比,c u 增高,炉温就上升,c u 的高低由调压器滑动触点的位置,该触点由可逆转的直流电动机驱动。

炉子的实际温度用热电偶测量,输出电压f u 。

f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较,得出所控制偏差电压,经电压放大器、功率放大器放大成后,作为 况下,炉温等于某个期望值e u a u 控制电动机的电枢电压。

在正常情T °C ,热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。

此时,0=−=f r e u u u 故01,==a u u ,可逆电动机不转动,调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上,使c u 保持一定的数值。

这时,炉子散失量正好等于从加热器吸的热取的热量,形成稳定的热平衡状态,温度保持恒定。

自动控制原理第1章答案(李玉惠,晋帆)

自动控制原理第1章答案(李玉惠,晋帆)
1.2 思考与习题祥解
题 1.1 列举几个开环控制与闭环控制系统的例子,并分析说明其工作原理。Байду номын сангаас答略。
题 1.2 比较开环控制与闭环控制系统的优缺点。 答:开环控制系统是按照给定的参考输入量控制系统输出量,因此,开环控 制系统结构简单,易于实现,投资小。但开环控制系统受到扰动其输出量会偏离 期望值,系统无纠正偏差功能。控制精度低,无抗扰动能力。 闭环控制系统是按照给定的参考输入量与系统输出量的偏差进行控制(按偏 差控制)。因此,闭环控制系统结构复杂,投资大,具有纠正偏差功能。控制精 度较高,有较强的抗扰动能力。
解:供电闭环控制系统的控制过程: 引出发电机端电压U与参考电压U0进行比较,偏差(具有正、负极性)经放 大器功率放大后,作为执行电机的端电压。通过电机的正、反转,经减速装置调 节发电机励磁回路电阻大小,从而改变励磁电流,调节发电机端电压U保持与参 考电压U0一致,实现恒压供电,满足生产要求。 系统的方框图如图 1.3。
炉温闭环控制系统反复上述调节过程,实现炉温控制在一定范围内,满足生 产要求。
系统的方框图如图 1.2。

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图1.1 炉温闭环控制系统方框图
题 1.7 供电闭环控制系统原理图如题 1.7 图所示。分析该系统的控制过 程,并画出系统的方框图。
UU
U0
题 1.7 图 供电闭环控制系统原理图
题 1.5 判断下列概念正确与否 (1)闭环控制系统通常精度比开环系统精度高。 (2)负反馈有时用于提高控制系统的精度。 (3)开环控制系统不存在稳定性的问题。 (4)闭环控制系统总是稳定的。 (5)反馈可能引起系统振荡。 (6)控制系统的稳定性是其固有特性,由系统结构与外界因素决定。 答:(1)正确;(2)正确;(3)正确;(4)错误;(5)正确;(6)错误

自动控制原理(胡寿松)第六版第一章

自动控制原理(胡寿松)第六版第一章
精品课件
现代控制理论在工业过程控制方面遭遇 滑铁卢,促使了智能控制技术的诞生
• 现代控制理论在空间技术取得巨大成功, 但由于工业过程控制中普遍存在的不确定 性和干扰,难以取得预期的效果。模拟人 的控制技术——智能控制,虽然不能实现 精确的控制,但对各种复杂系统能够做到 比较满意的控制。
精品课件
17
➢(线性系统、自适应控制、最优控制、鲁 棒控制、最佳估计、容错控制、系统辨识、 集散控制、大系统复杂系统)
• 麦克斯韦尔的这篇著名论文被公认为自动控制
理论的开端。
精品课件
《自动控制原理》国家精品课程 浙江工业大学自动化研究所 13
经典控制理论的孕育
• 1875年,英国劳斯提出代数稳定判据。 • 1895年,德国赫尔维兹提出代数稳定判据。 • 1892年,俄国李雅普诺夫提出稳定性定义
和两个稳定判据。 • 1932年,美国奈奎斯特提出奈氏稳定判据。 • 二战中自动火炮、雷达、飞机以及通讯系
经典控制理论(古典控制理论)
➢以传递函数为基础,研究单输入---单输 出定常控制系统的分析与设计问题:
➢线性控制系统分析:时域分析、稳定性与 稳态误差分析、根轨迹分析、频域分析。
➢非线性控制系统分析:相平面分析、描述 函数分析。
(连续控制系统、离散控制系统)
现代控制理论
➢以状态空间法为基础,研究多输入--多输 出时变、非线性、高精度、高效能控制系 统的分析与设计问题:
统的控制研究直接推动了经典控制的发展。
精品课件
14
经典控制理论的形成
● 1948年,维纳出版《控制论》,形成完整的经典 控制理论,标志控制学科的诞生。
维纳成为控制论的创始人!
●维纳《控制论》是关于怎样把机械元件和电气元 件组合成稳定的并且具有特定性能的系统的科学。 这门新科学的一个非常突出的特点就是完全不考 虑能量、热量和效率等因素,可是,在其他各门 自然科学中,这些因素是十分重要的。

自动控制理论第一章习题答案

自动控制理论第一章习题答案

第一章自动控制概论思考题1、什么是自动控制他对人类活动有什么意义所谓自动控制就是在没有人直接参与的情况下,通过控制装置使被控制对象或生产过程自动地按照预定的规律运行,使之达到预期的状态或性能要求。

自动控制是人类在认识世界和发明创新的过程中发展起来的一门重要的科学技术。

依靠它,人类可以从笨重、重复性的劳动中解放出来,从事更富创造性的工作。

2、什么是反馈什么是负反馈通常,我们把输出量送回到输入端并与输入信号比较的过程称为反馈。

若反馈的信号是与输入信号相减而使偏差值越来越小,则称为负反馈。

3、开环控制系统是怎样实现控制作用的请举例说明。

开环控制系统:如果系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路,输出量对系统的控制作用没有影响,这样的系统称为开环控制系统。

例:原始的数控机床进给系统就是开环控制系统。

指令输入到计算机控制系统之中,带动步进电机运动,使工作台移动,产生位移输出。

在日常生活中,许多控制系统都可以理解成开环控制系统,如电风扇的转速是由档位决定的,不能根据环境温度自动调节;洗衣机定时系统是由功能和时间决定,不能根据所洗衣物清洁程度自动调节。

4、闭环控制系统是怎样实现控制作用的请举例说明。

闭环控制系统:闭环控制(亦称为反馈控制,Feedback Control)是指能对输出量与输入量进行比较,并且将它们的偏差作为控制手段,以保持两者之间预定关系的系统。

如:自动调温空调,当环境温度高于设定温度时,空调制冷系统自动开启,调定室温到设定值。

5、对自动控制系统的基本要求是什么对控制系统的基本要求是:系统的稳定性、响应的快速性、响应的准确性。

6、试叙述电冰箱中温度控制系统的温度控制过程。

电冰箱温度控制系统由感温管,温度调节,执行动作等系统组成。

冰箱没工作时,感温管内气体遇热就膨涨,触点就将两原来断开的接触点靠在一起了。

冰箱在工作时,由于冰箱内制冷系统在给冰箱不段的输入冷气,就越来越冷,随着温度不短降低,感温管内的气体缩小,气垫就将断点段开,然而就将冰箱停止工作!7、试叙述骑自行车时的闭环控制过程。

自动控制原理_第一章课后习题解答

自动控制原理_第一章课后习题解答

第一章1.1 图1.18是液位自动控制系统原理示意图。

在任意情况下,希望液面高度c 维持不变,试说明系统工作原理并画出系统方块图。

c+-SM___1Q 浮浮浮浮浮浮2Q 浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮fi -+解:系统的控制任务是保持液面高度不变。

水箱是被控对象,水箱液位是被控变量。

电位器用来设置期望液位高度*c (通常点位器的上下位移来实现) 。

当电位器电刷位于中点位置时,电动机不动,控制阀门有一定的开度,使水箱的流入水量与流出水量相等,从而使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,水箱液位下降.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,液位恢复给定高度。

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 。

系统方框图如图解1. 4.1所示。

1.2恒温箱的温度自动控制系统如图1.19所示。

(1) 画出系统的方框图;(2) 简述保持恒温箱温度恒定的工作原理;(3) 指出该控制系统的被控对象和被控变量分别是什么。

M放大器电机减速器调压器 220~热电偶电阻丝- +- +图1.19 恒温箱的温度自动控制系统解:恒温箱采用电加热的方式运行,电阻丝产生的热量与调压器电压平方成正比,电压增高,炉温就上升。

调压器电压由其滑动触点位置所控制,滑臂则由伺服电动机驱动.炉子的实际温度用热电偶测量,输出电压作为反馈电压与给定电压进行比较,得出的偏差电压经放大器放大后,驱动电动机经减速器调节调压器的电压。

在正常情况下,炉温等于期望温度T ,热电偶的输出电压等于给定电压。

此时偏差为零,电动机不动,调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上。

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