自动控制第二次作业

1、图P1-2为仓库大门自动控制系统。试说明自动控制大门开启和关闭的工作原 理。如果大门不能全开或全关，则怎样进行调整？GHBkJyji.in -图 P1-2仓库大门控制系统解答：（1）仓库大门自动控制系统方框图:开（关）实际位置（2）工作原理：控制系统的控制任务是通过开门开关控制仓库大门的开启与关 闭。开门开关或关门开关合上时，对应电位器上的电压，为给定电压，即给定量。 仓库大门处于开启或关闭位置与检测电位器上的电压相对应，门的位置是被控 量。当大门所处的位置对应电位器上的电压与开门 （或关门）开关合上时对应电 位器上的电压相同时，电动机不动，控制绞盘处于一定的位置，大门保持在希望 的位置上，如

2、果仓库大门原来处于关门位置，当开门开关合上时，关门开关对应 打开，两个电位器的电位差通过放大器放大后控制电动机转动，电动机带动绞盘转动将仓库大门提升，直到仓库大门处于希望的开门位置，此时放大器的输入为 0,放大器的输出也可能为 0。电动机绞盘不动，大门保持在希望的开门位置不 变。反之，则关闭仓库大门。2-1 试求出图P2-1中各电路的传递函数。匕IP 址(a)图 P2-1解：(a)解法1：首先将上图转换为复阻抗图,Ur(S)LSII( s)1/CSUc(s)图 2-1 (a-s)由欧姆定律得：I(s)=(U r-Uc)/(R+Ls)由此得结构图：UrI 1/(R+Ls)Uc_Is)Uc=I(s

3、)(1/Cs)由此得结构图:IsupcsUc整个系统结构图如下:1/(R+Ls)UrI(s)1/CsUc1根据系统结构图可以求得传递函数为：W(s)=U c/Ur=1/(R+Ls)(1/Cs)/ 1+1/(R+Ls)(1/Cs)22=1/LCs+RCs+1=1/T lTcs +Ts+1其中：Tl=L/R; T c=RC 解法2:由复阻抗图得到： l(s)= Ur(s)1R + Ls + CsiUci(s)Cs=Ur(s)- 1 R + Ls + Cs1 _ Ur(s)_ 2Cs Lcs + RCs +1所以：U：（s； = Lcsi+ RCs+I解：（b）解法1：首先将上图转换为复阻抗图,l2

4、（S）RiUr(S)1/Csli(s1/CsUc(S)l(s)R2r(b)根据电路分流公式如下:liRiR2R2h j Ri +R2同理:RiRiFI(s)=U其中:z -(i/csyvi iZi=Ri+=(RiCs + i H弋入Cs CSz中，贝y z =+ 1 (RCs + 1) Cs Cs(RiCs+Ji RiCs+iCs RiCs +2丄(ST Cs CsR2Uc(s) =Ii(s)C- + I(s)R22C-+ZCsZ+ R2 R1Cs +2Cs Z + R2Ur(s)11 丄Ur(s)o卞1x21 RQs +1 + R RQS+ 2 Cs 1 R1CS + 1 十只CsRiCs+

5、22Cs R1Cs +2?Ur(s)Ur(sXR1C2CsR2=+R1CsR2(R1C2 cs RCs+1 + R2(R1Cs + 2 cs所以:Uc(s) 1+R2(R1Cs + 2PsUr(s) _RiCs+1 +R2(RiCs + 2Cs RiCs+1 + R2(RiCs + 2Ps2 2R1R2C s +2R2CS+IRi R2C2s2 + RCs +2R2CS +12-2 试求出图P2-2中各有源网络的传递函数。h)何R1C1iPCoRoUc解：（a）Uc(s)Ur(S)ZoUrRoR1C1R2HC2Uc(c)RoCo s/RoRoCoS所以:Uc(s)CoRoRoRoRoCos+1Tos+1Ur(s)RoC1sR1解：（b）如图:(Tos+1i(T1s + 1)C1s其中:(RGs + 1 )=C1s(Tis+1)T = R1C1、To = Ro CoUcRiCiI R3I1T R2UrIoRoUc(b)将滑动电阻分为R2 和 R3 ,=1Ur(S)Uc(S)R3RoR3 + Ri +RiZ =R2 +C1S所以:R1Uc（S）Ur（S）=r2 +