《自动控制原理》课后题答案（卢京潮主编，西北工业大学出版社）

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1、第一章自动控制的一般概念习题及答案1-1根据题1・15图所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成:(1)将a,bljc,d用线连接成负反馈状态；(2)画出系统方框图。图1T5速度控制系统原理图解(1)负反馈连接方式为：a0d,boc；(2)系统方框图如图解1-1所示。图解1-1速度控制系统方框图1-2题1-16图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理，并画岀系统方框图。图1・16仓库人门白动开闭控制系统解当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏芜电压经放人器放人后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和人门连在

2、一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开川位置。反Z,当合上关门开关吋，电动机帶动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭口动控制。系统方框图如图解1・2所示。图解1・2仓库大门控制系统方框图1-3图1・17为T业炉温H动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。图1-17炉温口动控制系统原理图解加热炉采用电加热方式运行，加热器所产牛•的热最与调压器电压叭的平方成正比，/增高，炉温就上升，百的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉了的实际温度用热电偶测虽，输出电压匕。竹作为系统的反馈

3、电压与给泄电压冷•进行比较，得出偏差电压经电压放人器、功率放大器放人成叫后，作为控制电动机的电枢电压。在正常情况下，炉温等于某个期望值T°C,热电偶的输出电压正好筹于给定电压©。此时，ue=ur-uf=0,故u}=ua=0,可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使乞•保持一定的数值。这时，炉了散失的热量止好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。当炉膛温度丁°C由于某种原因突然下降（例如炉门打开造成的热量流失），则出现以下的控制过程：控制的结果是使炉膛温度回升，直至C的实际值等于期望值为止。ftTocIt”/It代Tt佝Tt&Tt/TtTocT-j系统中

4、，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压匕（表征炉温的希望值）。系统方框图见图解i-3o图解1-3炉温控制系统方框图1-4图1-18是控制导弹发射架方位的电位器式随动系统原理图。图中电位辭片、厶并联后跨接到同一电源的两端，其滑臂分别与输入轴和输出轴相联结，组成方位角的给定元件和测量反馈元件。输入轴由手伦操纵；输出轴则由肓流电动机经减速示带动，电动机采用电枢控制的方式工作。试分析系统的工作原理，指出系统的被控对象、被控：S和给定虽，価出系统的方框图。》手轮图1-18导弹发射架方位角控制系统原理图解当导弹发射架的方位角与输入轴方位角一致时，系统处于相对静止状态。当摇动手轮使

5、电位器片的滑臂转过一个输入角仇的瞬间，由于输出轴的转角eo工q,于是出现一个误差角oe=ot-o0,该误差角通过电位器片、p?转换成偏差电压ue=ii.-uo,iie经放人后驱动电动机转动，在驱动导弹发射架转动的同时，通过输出轴带动电位器乙的滑臂转过一定的角度2,直至2二仇时，山=叽，偏差电压/=o,电动机停止转动。这时，导弹发射架停留在相应的方位角上。只要，偏差就会产生调节作用，控制的结果是消除偏差0,,使输出量0,严格地跟随输入量0的变化而变化。系统中，导弹发射架是被控对象，发射架方位介昭是被控虽，通过手轮输入的角度0是给定：3。系统方框图如图解1-4所示。图解1-4导弹发射架方位控制系统

6、方框图1-5采用离心调速器的蒸汽机转速控制系统如图1-19所示。英工作原理是：当蒸汽机带动负载转动的同时，通过鬪锥齿轮带动一对飞锤作水平旋转。飞锤通过饺链可带动套筒上下滑动，套筒内装有平衡弹费，套筒上下滑动时可拨动杠杆，杠杆另一端通过连杆调节供汽阀门的开度。在蒸汽机正常运行吋，£锤旋转所产牛的离心力与弹费的反弹力相平衡，套筒保持某个高度，使阀门处于一个平衡位置。如果由于负载增大使蒸汽机转速刀下降，则飞锤因离心力减小而使套筒向下滑动，并通过杠杆增大供汽阀门的开度，从而使蒸汽机的转速回升。同理，如果由于负载减小使蒸汽机的转速0增加，则飞锤因离心力増加而使套筒上滑，并通过杠杆减小供汽阀门的开度，迫使

7、蒸汽机转速回落。这样，离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响，使蒸汽机的转速⑵保持在某个期望值附近。图解1-5蒸汽机转速控制系统方框图解在本系统中，蒸汽机是被控对象，蒸汽机的转速⑵是被控量，给定量是设定的蒸汽机希望转速。离心调速器感受转速大小并转换成套筒的位移量，经杠杆传调节供汽阀门，控制蒸汽机的转速，从而构成闭环控制系统。系统方框图如图解1-5所示。1-6摄像机角位置自动跟踪系统如图1-2