控制工程基礎(chǔ)習(xí)題答案清華大學(xué)出版社沈艷孫銳主編

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