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自动控制原理梅晓榕习题答案

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习题参考答案1- 1 工作原理 当水位达到规定值时,浮子使电位器活动端处于零电位,放大器输出电压和电机电枢电压是零,电机停转,进水阀门开度不变。水位高于规定值时,浮子使电位器活动端电位为正,放大器输出电压和电机电枢电压是正,电机正转,阀门开度减小,进水量减小,水位下降。而水位低于规定值时,浮子使电位器活动端电位为负,电机反转,阀门开度变大,水位上升。参考输入是电位器中的零电位,扰动量包括出水量和进水管压力的变化等,被控变量是水位,控制器是放大器,控制对象是水箱。1-2 当水 位处于规定值时,阀门开度正好使进水量和出水量相等,水位不变。当水位高于规定值,浮子通过杠杆使阀门开度减小,进水减小,水位下降。当水位低于规定值,浮子通过杠杆使阀门开度变大,进水增加,水位上升。1- 3 系统的目的是使发射架转到希望的角度。电压 5 代表希望的角度,电位器输出电压 U 2 表示发射架的实际转角。它们的差值称为偏差电压,放大后加到电机电枢绕组上成为电压 U a。当发射架没有转到希望的角度时,偏差电压和电机电枢电压不是零,它们使电机转动,转动方向是使偏差角减小至零。该系统是伺服系统。参考输入信号是电压比,被控变量是发射架转角。反馈信号是电位器活动端电压U 2,控制变量是放大和补偿环节的输出电压U 3。测 量元件是电位器,执行元件是直流电动机。1- 4 程序控制系统,控制器是计算机,执行元件是步进电动机,被控变量是刀具位移 x。1-5 ( 1)线性定常系统;(2)线性时变系统;(3)非线性系统;(4)线性时变系统;( 5)线性定常系统;(6)线性时变系统c)对 Xo 的引出点列方程。k 1 (X i Xo) k 2Xo f (X i Xo) 0 fX o (k 1 k 2)x°权 Kx Xo(s) fs K 2-1 a) m3 kx(t) dt F(t) X(s) F(s) 1 ms 2 k b)取 m 的平衡点为位移零点,列微分方程。2 d x(t) m A dt 2f 警 kX(t )卡⑴X(s) F(s) I1/I 2 ms 2 fs k 2-2 设 A B 点及位移X 见图中 (b ),(d )-A A图机械系统a)对质量 m 列方程。d X i d X0f临頁 ) dX o 2 dt d 2 X o m --- 2d 2 X o m 芥dt 2(f i f2)^ dX i fi dt Xo(s) Xi (s) ms f1b)对 A、B 点列方程。心化 X) f (X o k 2 Xo f (X X o) Xo(s) X (s). X) 0 k 2f (1 )X o k 2X °fX i fs k 2f (1 -)s k 2A- Xi(s) fs k 1...

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