自动控制原理(北大丁红版)第一章答案.pdf

自动控制原理 北大丁红版 第一章答案 第 1 页 共 3 页 自动控制原理 北大丁红版 第一章答案 自动控制原理 北大丁红版 第一章答案 1 1 什么是自动控制系统 自动控制系统通常由哪些基本元件组成 各元件 起什么作用 答 自动控制系统就是为实现某一控制目标所需要的所有物理部件的有机组 合体 1 测量元件 测量被控对象的需要控制的物理量 如果这个物理量是非电 量 一般需要转化为电量 2 给定元件 给出与期望的被控量相对应的系统输入量 3 比较元件 把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的输入量进 行比较 求出它们之间的偏差 4 放大元件 将比较元件给出的偏差进行放大 用来推动执行元件去控制 被控对象 5 执行元件 直接作用于被控对象 使其被控量发生变化 达到预期的控 制目的 6 校正元件 也称补偿元件 它是结构或参数便于调整的元件 用串联或 反馈的方式连接在系统中 用于改善系统性能 1 2 请说明开环控制系统和闭环控制系统的特点各是什么 答 开环控制的特点是输出量不影响输入量 不会对系统的控制发生影响 闭环控制系统具有抑制任何内 外扰动对被控量产生影响的能力 有较高的控制 精度 但这种系统使用的元件多 线路复杂 特别是系统的性能分析和设计也较 麻烦 而且存在稳定性的问题 如果闭环控制系统的参数匹配得不好 会造成被 控量的较大摆动 甚至使系统无法正常工作 1 3 请说明自动控制系统的性能要求是什么 答 稳准快 1 4 请说明下列系统哪些属于开环控制 哪些属于闭环控制 家用电冰箱 家用空调 抽水马桶 电饭煲 多速电风扇 调光台灯 自动报时电子钟 答 开环控制 抽水马桶 多速电风扇 调光台灯 自动报时电子钟 闭环 控制 家用电冰箱 家用空调 电饭煲 1 5 下图是一种用电流控制的气动调节阀 用来控制液体的流量 图中 与杆固 连的线圈内有 一块永久磁铁 当电流通过线圈时 便产生使杆绕支点转动的力矩 从而 带动档板关闭或打开喷嘴时 进入膜片腔的空气压力将增大 从而将膜片下压 并带动弹簧 阀杆一起下移 反之 当喷嘴被打开时 由于空气从喷嘴中跑出 进入 膜片上腔的空气压力将减小 膜片连同弹簧 阀杆便一起上升 此外 阀杆位移反馈 回去 并由与杆连接的弹簧产生一个平衡力矩 这样 通过电流控制阀杆位移 从而改变阀门开度 达到控制液体流量的目的 要求 1 确定该系统装置的输入量 输出量 控制对象和扰动量 2 绘出其原理方框图 自动控制原理 北大丁红版 第一章答案 第 2 页 共 3 页 图 1 14 气动调节阀原理示意图 答 输入量为输入电流 输出量是阀杆位移 被控对象为阀杆 1 6 下图所示为水箱液面高度控制系统 在运行中 希望液面高度维持恒定 试说明该系统 属于何种控制方式 被控对象 被控量及扰动量是什么 图 1 15 水箱液面控制系统 答 控制方式 开环控制 被控对象 水箱 被控量 水箱高度 扰动量 流出水量 Q2 的变化 1 7 下图所示为热水电加热器 为了保持所期望的温度 由温控开关轮流接 通或断开电加热器的电源 在使用热水时 水槽流出热水并补充冷水 试画出该 闭环控制系统方框图 并标出控制量 被控制量 反馈量 扰动量 测量元件 被控对象 自动控制原理 北大丁红版 第一章答案 第 3 页 共 3 页 图 1 16 热水电加热气原理示意图