《自動控制原理》習(xí)題解答

1、自動控制原理習(xí)題解答西安建筑科技大學(xué)自動化教研室第一章習(xí)題及答案1-3圖1-3 (a,(b所示均為調(diào)速系統(tǒng)。(1 分別畫出圖1-24(a、圖(b所示系統(tǒng)的方框圖。給出圖1-24(a 所示系統(tǒng)正確的反饋連線方式。(2 指出在恒值輸入條件下,圖1-24(a,(b 所示系統(tǒng)中哪個(gè)是有差系統(tǒng),哪個(gè)是無差系統(tǒng),說明其道理。 圖1-3 調(diào)速系統(tǒng)工作原理圖解圖1-3 (a正確的反饋連接方式如圖1-3 (a中虛線所示。(1 系統(tǒng)方框圖如圖解1-10所示。 (2 圖1-3 (a 所示的系統(tǒng)是有差系統(tǒng),圖1-3 (b 所示的系統(tǒng)是無差系統(tǒng)。圖1-3 (a中,當(dāng)給定恒值電壓信號,系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí),電動機(jī)轉(zhuǎn)速的恒定

2、是以發(fā)電機(jī)提供恒定電壓為條件,對應(yīng)發(fā)電機(jī)激磁繞組中電流一定是恒定值。這意味著放大器前端電壓是非零的常值。因此,常值偏差電壓存在是系統(tǒng)穩(wěn)定工作的前提,故系統(tǒng)有差。圖1-3 (b中,給定恒定電壓,電動機(jī)達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí),對應(yīng)發(fā)電機(jī)激磁繞組中的勵磁電流恒定,這意味著執(zhí)行電動機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài),放大器前端電壓必然為0,故系統(tǒng)無差。1-4圖1-4 (a,(b所示的系統(tǒng)均為電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。假設(shè)空載時(shí)兩系統(tǒng)發(fā)電機(jī)端電壓均為110V,試問帶上負(fù)載后,圖1-4(a,(b中哪個(gè)能保持110V不變,哪個(gè)電壓會低于110V?為什么? 圖1-4 電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作原理圖解帶上負(fù)載后,開始由于負(fù)載的影響,圖1-4(a與(b系統(tǒng)的端

3、電壓都要下降,但圖(a中所示系統(tǒng)能恢復(fù)到110V,而圖(b 所示系統(tǒng)卻不能。理由如下:圖(a系統(tǒng),當(dāng)u低于給定電壓時(shí),其偏差電壓經(jīng)放大器K放大后,驅(qū)動電機(jī)D轉(zhuǎn)動,經(jīng)I增大,發(fā)電機(jī)的輸出電壓會升高,從而使偏差電減速器帶動電刷,使發(fā)電機(jī)F的激磁電流j壓減小,直至偏差電壓為零時(shí),電機(jī)才停止轉(zhuǎn)動。因此,圖(a系統(tǒng)能保持110V不變。圖(b系統(tǒng),當(dāng)u低于給定電壓時(shí),其偏差電壓經(jīng)放大器K后,直接使發(fā)電機(jī)激磁電流增大,提高發(fā)電機(jī)的端電壓,使發(fā)電機(jī)G 的端電壓回升,偏差電壓減小,但不可能等于零,因i=0,發(fā)電機(jī)就不能工作。即圖(b所示系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)電壓會低于110V。為當(dāng)偏差電壓為0時(shí),f1-5圖1-5是倉庫大門自動控制系統(tǒng)原理示意圖。試說明系統(tǒng)自動控制大門開、閉的工作原理,并畫出系統(tǒng)方框圖。 圖1-5 倉庫大門自動開閉控制系統(tǒng)解當(dāng)合上開門開關(guān)時(shí),電橋會測量出開門位置與大門實(shí)際位置間對應(yīng)的偏差電壓,偏差電壓經(jīng)放大器放大后,驅(qū)動伺服電動機(jī)帶動絞盤轉(zhuǎn)動,將大門向上提起。與此同時(shí),和大門連在一起的電刷也向上移動,直到橋式測量電路達(dá)到平衡,電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動,大門達(dá)到開啟位置。反