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习 题 习 题 1 1 试述开环控制系统的主要优缺点 答 优点 开环控制系统无反馈回路 结构简单 成本较低 缺点 控制精度低 容易受到外界干扰 输出一旦出现误差无法补偿 1 2 日常生活中有许多闭环和开环控制系统 试举几个具体例子 并说明它们的工作 原理 答 开环控制系统 例如洗衣机 它按洗衣 清水 去水 干衣的顺序进行 工作 无须对输出信号即衣服的清洁程度进行测量 又如简易数控机床的进给控 制 输人指令 通过控制装置和驱动装置推动工作台运动到指定位置 而位置信 号不再反馈 这些都是典型的开环系统 闭环控制系统 以数控机床工作台的驱动系统为例 一种简单的控制方案 是根据控制装置发出的一定频率和数量的指令脉冲驱动步进电机 以控制工作台 或刀架的移动量 而对工作台或刀架的实际移动量不作检测 这种控制方式简单 但问题是从驱动电路到工作台这整个 传递链 中的任一环的误差均会影响工作 台的移动精度或定位精度 为了提高控制精度 采用反馈控制 以检测装置随时 测定工作台的实际位置 即其输出信息 然后反馈送回输人端 与控制指令比较 再根据工作台实际位置与目的位置之间的误差 决定控制动作 达到消除误差的 目的 检测装置即为反馈环节 1 3 画出室内空调系统的方块图 注意 恒温器是该系统中的控制器 试说明在该系 统中可能存在哪些扰动量 解 期 望 环 境温度 恒温器 环境 制冷 制热 装置 实 际 环 境温度 温度传感器 伺服电机 1 4 图 题 1 4 a 是液位控制系统的原理图 自动控制器通过比较实际液位高度与希 望液位高度 并通过调整气动阀门的开度 对误差进行修正 从而保持液位高度 不变 图 题 1 4 b 是控制系统的方块图 试画出相应的人工操纵的液位控制 系统方块图 流入 气动阀门 控制器 流出 a 希 望 液 面高度 控制器 水箱 气动阀门 实 际 液 面高度 浮子 图 题 1 4 a 液位控制系统 b 方块图 b 解 希 望 液 面高度 人脑 水箱 手动阀门 实 际 液 面高度 眼 手 1 5 某仓库大门自动控制系统的原理如图 题 1 5 所示 试说明自动控制大门开启和关 闭的工作原理 并画出系统方框图 图 题 1 5 解 开门 关门 状 态 参 考 电位 放大器 门绞盘 门实际状态 电位器式电阻传感器 伺服电机 如果希望开门 则将门当前状态对应的电压取出 与开门状态参考电位比较 相减 然后送放大器 驱动伺服电机 带动绞盘使门打开 直到门的状态所对应的电压与开门状态 参考电位相等时 放大器比较 相减 的结果为零 执行元件不工作 门保持打开状态不再 变化 如果希望关门 则将门当前状态对应的电压取出 与关门状态参考电位比较 相减 然后送放大器 驱动伺服电机 带动绞盘使门关闭 直
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