自动控制原理_课后习题解答VIP专享

第一章1.1 图 1.18 是液位自动控制系统原理示意图。在任意情况下，希望液面高度c 维持不变，试说明系统工作原理并画出系统方块图。cSM___1Q浮浮浮浮浮浮2Q浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮fi解：系统的控制任务是保持液面高度不变。水箱是被控对象，水箱液位是被控变量。电位器用来设置期望液位高度*c(通常点位器的上下位移来实现) 。当电位器电刷位于中点位置时，电动机不动， 控制阀门有一定的开度，使水箱的流入水量与流出水量相等， 从而使液面保持在希望高度*c 上。一旦流出水量发生变化(相当于扰动 )，例如当流出水量减小时，液面升高， 浮子位置也相应升高，通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移， 从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机通过减速器减小阀门开度，使进入水箱的液体流量减少。这时，水箱液位下降．浮子位置相应下降，直到电位器电刷回到中点位置为止， 系统重新处于平衡状态，液位恢复给定高度。反之，当流出水量在平衡状态基础上增大时， 水箱液位下降， 系统会自动增大阀门开度，加大流入水量，使液位升到给定高度*c 。系统方框图如图解1. 4.1 所示。1.2 恒温箱的温度自动控制系统如图1.19 所示。（1）画出系统的方框图；（2）简述保持恒温箱温度恒定的工作原理; （3）指出该控制系统的被控对象和被控变量分别是什么。M给 定 电 压放 大 器电 机减 速 器调 压 器 220 ～热 电 偶电 阻 丝－＋－＋图 1.19 恒温箱的温度自动控制系统解： 恒温箱采用电加热的方式运行，电阻丝产生的热量与调压器电压平方成正比，电压增高，炉温就上升。调压器电压由其滑动触点位置所控制，滑臂则由伺服电动机驱动．炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压作为反馈电压与给定电压进行比较，得出的偏差电压经放大器放大后，驱动电动机经减速器调节调压器的电压。在正常情况下， 炉温等于期望温度T，热电偶的输出电压等于给定电压。此时偏差为零，电动机不动， 调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上。这时， 炉子散失的热量正好等于从电阻丝获取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。当炉温由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成热量流失)时，热电偶输出电压下降，与给定电压比较后出现正偏差，经放大器放大后， 驱动电动机使调压器电压升高，炉温回升，直至温度值等于期望值为止。当炉温受扰动后高于希望温度时，调节的过程正好相反。最终达到稳定时，系统温度可以保持在要求的温度值上...