緒論習(xí)習(xí)題及解答

1、第一章 緒論習(xí)題及答案1-1 根據(jù)下圖所示的電動機(jī)速度控制系統(tǒng)工作原理圖，完成： (1) 將a，b與c，d用線連接成負(fù)反饋狀態(tài)；(2) 畫出系統(tǒng)方框圖。解 （1）負(fù)反饋連接方式為：，； （2）系統(tǒng)方框圖如圖解1-1 所示。1-2 下圖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。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。反之，當(dāng)合上關(guān)門開關(guān)時(shí)，電動機(jī)

2、帶動絞盤使大門關(guān)閉，從而可以實(shí)現(xiàn)大門遠(yuǎn)距離開閉自動控制。系統(tǒng)方框圖如圖解1-2所示。1-3 圖示為工業(yè)爐溫自動控制系統(tǒng)的工作原理圖。分析系統(tǒng)的工作原理，指出被控對象、被控量和給定量，畫出系統(tǒng)方框圖。解 加熱爐采用電加熱方式運(yùn)行，加熱器所產(chǎn)生的熱量與調(diào)壓器電壓的平方成正比，增高，爐溫就上升，的高低由調(diào)壓器滑動觸點(diǎn)的位置所控制，該觸點(diǎn)由可逆轉(zhuǎn)的直流電動機(jī)驅(qū)動。爐子的實(shí)際溫度用熱電偶測量，輸出電壓。作為系統(tǒng)的反饋電壓與給定電壓進(jìn)行比較，得出偏差電壓，經(jīng)電壓放大器、功率放大器放大成后，作為控制電動機(jī)的電樞電壓。 在正常情況下，爐溫等于某個(gè)期望值C，熱電偶的輸出電壓正好等于給定電壓。此時(shí)，故，可逆電動機(jī)

3、不轉(zhuǎn)動，調(diào)壓器的滑動觸點(diǎn)停留在某個(gè)合適的位置上，使保持一定的數(shù)值。這時(shí)，爐子散失的熱量正好等于從加熱器吸取的熱量，形成穩(wěn)定的熱平衡狀態(tài)，溫度保持恒定。當(dāng)爐膛溫度C由于某種原因突然下降(例如爐門打開造成的熱量流失)，則出現(xiàn)以下的控制過程：控制的結(jié)果是使?fàn)t膛溫度回升，直至C的實(shí)際值等于期望值為止。CC 系統(tǒng)中，加熱爐是被控對象，爐溫是被控量，給定量是由給定電位器設(shè)定的電壓（表征爐溫的希望值）。系統(tǒng)方框圖見圖解1-3。 1-4 圖示為水溫控制系統(tǒng)示意圖。冷水在熱交換器中由通入的蒸汽加熱，從而得到一定溫度的熱水。冷水流量變化用流量計(jì)測量。試?yán)L制系統(tǒng)方塊圖，并說明為了保持熱水溫度為期望值，系統(tǒng)是如何工作

4、的系統(tǒng)的被控對象和控制裝置各是什么解 工作原理：溫度傳感器不斷測量交換器出口處的實(shí)際水溫，并在溫度控制器中與給定溫度相比較，若低于給定溫度，其偏差值使蒸汽閥門開大，進(jìn)入熱交換器的蒸汽量加大，熱水溫度升高，直至偏差為零。如果由于某種原因，冷水流量加大，則流量值由流量計(jì)測得，通過溫度控制器，開大閥門，使蒸汽量增加，提前進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)按冷水流量進(jìn)行順饋補(bǔ)償，保證熱交換器出口的水溫不發(fā)生大的波動。 其中，熱交換器是被控對象，實(shí)際熱水溫度為被控量，給定量（希望溫度）在控制器中設(shè)定；冷水流量是干擾量。 系統(tǒng)方塊圖如圖解所示。這是一個(gè)按干擾補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng)。1-5 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1-23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，畫出系統(tǒng)方框圖。 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