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1、控制工程基礎(chǔ)習(xí)題答案控制工程基礎(chǔ)習(xí)題答案第一章第一章11試比較開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)?(略)12日常生活中有許多閉環(huán)和開環(huán)控制系統(tǒng)。試舉幾個(gè)具體例子,并說明它們的工作原理,畫出結(jié)構(gòu)方框圖。(略)13圖1.14是液面自動控制系統(tǒng)的兩種原理示意圖。在運(yùn)行中,希望液面高度H0維持不變。1試說明各系統(tǒng)的工作原理。2畫出各系統(tǒng)的方框圖,并說明被控對象、給定值、被控量和干擾信號是什么圖1.141.14液位自動控制系統(tǒng)液位自動控制系統(tǒng)解:
2、解:工作原理:出水量與進(jìn)水量一致,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),液位高度保持在。()a2?0H當(dāng)出水量大于進(jìn)水量,液位降低,浮子下沉,通過連桿使閥門開大,使得進(jìn)水量增大,1L液位逐漸回升;當(dāng)出水量小于進(jìn)水量,液位升高,浮子上升,通過連桿使閥門1關(guān)小,液位逐漸降低。其中被控對象是水槽,給定值是液面高度希望值。被控量是液面實(shí)際高度,干擾0H量是出水量。2?工作原理:出水量與進(jìn)水量一致系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),電位器滑動頭位于中間位置,液()b面為給定高度。當(dāng)出
3、水量大于(小于)進(jìn)水量,浮子下沉(上?。与娢黄骰瑒宇^0H向上(下)移動,電位器輸出一正(負(fù))電壓,使電動機(jī)正(反)轉(zhuǎn),通過減速器開大(關(guān)小)閥門,使進(jìn)水量增大(減小),液面高度升高(降低),當(dāng)液面高度為時(shí),1L0H電位器滑動頭處于中間位置,輸出電壓為零,電動機(jī)不轉(zhuǎn),系統(tǒng)又處于平衡狀態(tài)。其中被控對象是水槽,給定值為液面高度希望值,被控量是液面實(shí)際高度,干擾量是0H出水量。2?,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖()a()b圖1.16導(dǎo)彈發(fā)射架方位角控制
4、系統(tǒng)原理圖導(dǎo)彈發(fā)射架方位角控制系統(tǒng)原理圖解當(dāng)導(dǎo)彈發(fā)射架的方位角與輸入軸方位角一致時(shí),系統(tǒng)處于相對靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)搖動手輪使電位器的滑臂轉(zhuǎn)過一個(gè)輸入角的瞬間,由于輸出軸的轉(zhuǎn)角1Pi?io???于是出現(xiàn)一個(gè)誤差角,該誤差角通過電位器、轉(zhuǎn)換成偏差電壓oie?????1P2P,經(jīng)放大后驅(qū)動電動機(jī)轉(zhuǎn)動,在驅(qū)動導(dǎo)彈發(fā)射架轉(zhuǎn)動的同時(shí),通過輸出軸oieuuu??eu帶動電位器的滑臂轉(zhuǎn)過一定的角度,直至?xí)r,,偏差電壓,2Po?io???oiuu?0?eu電動
5、機(jī)停止轉(zhuǎn)動。這時(shí),導(dǎo)彈發(fā)射架停留在相應(yīng)的方位角上。只要,偏差就會產(chǎn)生oi???調(diào)節(jié)作用,控制的結(jié)果是消除偏差,使輸出量嚴(yán)格地跟隨輸入量的變化而變化。e?o?i?系統(tǒng)中,導(dǎo)彈發(fā)射架是被控對象,發(fā)射架方位角是被控量,通過手輪輸入的角度o?是給定量。系統(tǒng)方框圖如圖解14所示。i?16許多機(jī)器,像車床、銑床和磨床,都配有跟隨器,用來復(fù)現(xiàn)模板的外形。圖1.17就是這樣一種跟隨系統(tǒng)的原理圖。在此系統(tǒng)中,刀具能在原料上復(fù)制模板的外形。試說明其工作原理
6、,畫出系統(tǒng)方框圖。圖1.171.17跟隨系統(tǒng)原理圖跟隨系統(tǒng)原理圖解模板與原料同時(shí)固定在工作臺上。X、Y軸直流伺服馬達(dá)接受控制器的指令,按輸入命令帶動工作臺做X、Y方向運(yùn)動。模板隨工作臺移動時(shí),觸針會在模板表面滑動,跟隨刀具中的位移傳感器將觸針感應(yīng)到的反映模板表面形狀的位移信號送到跟隨控制器,控制器的輸出驅(qū)動Z軸直流伺服馬達(dá)帶動切削刀具連同刀具架跟隨觸針運(yùn)動,當(dāng)?shù)毒呶恢门c觸針位置一致時(shí),兩者位置偏差為零,Z軸伺服馬達(dá)停止。系統(tǒng)中,刀具是被
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