自动控制原理答案 第二版(孟庆明)

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2、仓库大门自动控制开（闭）的职能方框图门实际开(闭)门的位置工作原理：系统的被控对象为大门。被控量为大门的实际位置。输入量为希望的大门位置。当合上开门开关时，桥式电位器测量电路产生偏差电压，经放大器放大后，驱动电动机带动绞盘转动，使大门向上提起。同时，与大门连在一起的电位器电刷上移，直到桥式电位器达到平衡，电动机停转，开门开关自动断开。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘反转，使大门关闭。受控量：门的位置测量比较元件：电位计1-4解：受控对象：门。执行元件：电动机，绞盘。放大元件：放大器。水位自动控制系统的职能方框图hchr出水电动机通过减速

3、器使阀门的开度减小（或增大），以使水箱水位达到希望值hr。当hc=hr时，电位器电刷位于中点位置，电动机不工作。一但hc≠hr时，浮子位置相应升高（或降低），通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移（或上移），从而给电动机提供一定的工作电压，驱动电压ur相对应，此时电位器电刷位于中点位置）。rc（与电位器设定工作原理：系统的被控对象为水箱。被控量为水箱的实际水位h。给定值为希望水位h测量元件：浮子，杠杆。放大元件：放大器。执行元件：通过电机控制进水阀门开度，控制进水流量。比较计算元件：电位器。c被控量：水箱的实际水位h受控对象：水箱液面。1-1

4、（略）1-2（略）1-3解：习题第一章自动控制原理（非自动化类）习题答案电位器电压放大功率放大电机加热器电炉热电偶K1K21s2+s1TsK3K21Ts1s2+sK1K3--213Ts3+(T+1)s2+s+KK，C(s)/R(s)=K1K3X5(s)X4(s)X3(s)X2(s)R(s)C(s)_N1(s)+X1(s)N2(s)将方块图连接起来，得出系统的动态结构图：X5(s)-X4(s)C(s)X5(s)X4(s)X3(s)N2(s)X5(s)C(s)--X2(s)X1(s)X3(s)X2(s)X1(s)+R(s)⎩35绘制上式各子方程的

5、方块图如下图所示：N1(s)⎪KX(s)=s2C(s)+sC(s)⎪⎪X5(s)=X4(s)−K2N2(s)⎪TsX4(s)=X3(s)⎨⎪X2(s)=K1X1(s)⎪X3(s)=X2(s)−X5(s)⎪2-1解：对微分方程做拉氏变换：⎧X1(s)=R(s)−C(s)+N1(s)习题第二章—炉温给定炉温放大元件：电压放大器，功率放大器，减速器比较元件：电位计测量元件：热电偶职能方框图：1s+1Ksτ1Ts+1sTTs+1τs1s+11Ts+1K-313142324(b)R(s)1+GG−GG+GG−GG(a)=R(s)ms2+fs+KG1+G

6、2C(s)=1C(s)2-3解：（过程略）0N(s)=C(s)(s+1)(Ts+1)1+Ts2+(T+1)s+(K+1)kR(s)C(s)=(s+1)(Ts+1)(s+1)(Ts+1)=K+ôs+KôsX4(s)X3(s)X1(s)R(s)—C(s)X5(s)X2(s)N(s)将方块图连接得出系统的动态结构图：C(s)X4(s)X4(s)X3(s)—X5(s)N(s)N(s)X5(s)C(s)-X3(s)X1(s)X2(s)R(s)X1(s)R(s)X2(s)⎪⎪⎩X5(s)=(Ts+1)N(s)绘制上式各子方程的方块如下图：⎪C(s)=X(

7、s)−N(s)4⎪(Ts+1)X4(s)=X3(s)+X5(s)⎨⎪X2(s)=ôsR(s)⎪(s+1)X3(s)=X1(s)+X2(s)⎪2-2解：对微分方程做拉氏变换⎧X1(s)=K[R(s)−C(s)]13Ts3+(T+1)s2+s+KK2C(s)/N(s)=−K2K3TsC(s)/N1(s)=C(s)/R(s)，三个回路均接触，可得Ä=1−∑La=1+G1G2+2G14∑La=L1+L2+L3=−G1G2−G1−G1a=13（b）（1）系统的反馈回路有三个，所以有R1+G1G2G5+G2G3G4−G4G2G5G1G2G3+1C=三个回

8、路两两接触，可得Ä=1−∑La=1+G1G2G5+G2G3G4−G4G2G5（2）有两条前向通道，且与两条回路均有接触，所以P1=G1G2G3,Ä1=1P2=1,Ä