第一章作业题

1 第一章 概述 1、图1 为工业炉温自动控制系统的工作原理图。系统工作原理：加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压cu的平方成正比，cu增高，炉温就上升，cu的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压fu。fu作为系统的反馈电压与给定电压ru 进行比较，得出偏差电压eu，经电压放大器、功率放大器放大成au后，作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C，热电偶的输出电压fu正好等于给定电压ru 。此时，0uuufre，故0uua1，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使cu保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程：控制的结果是使炉膛温度回升，直至T °C 的实际值等于期望值为止。  T CTuuuuuca1efC （1）指出被控对象、被控量和给定量 （2）画出系统方框 图。 图1 炉温自动控制系统原理图 答 ： (1) 加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设 定的电压ru （表 征炉温的希 望值）。 (2) 系统方框 图如下图所示 。 2 炉温控制系统方框图 2、自动开关门控制系统原理如图所示。 图2 自动开关门控制系统原理 （1）试说明系统工作原理。 （2）画出系统方框图。 答：(1)控制系统的输入信号r 是二进制信号(高电位开门，低电位关门)，反馈信号y是代表门位置的电压信号。 系统工作原理：当门处于关闭状态，而指令信号为开门(高电位)信号，0yr，0u，0使门开启，门位置向打开方向平稳运动，使y逐步增大，直到0，电机停止工作。关门过程原理相同，0，门位置向关闭方向运动。 （2）系统方框图为： 自动开关门控制系统方框图 3、图3 是控制导弹发射架方位的电位器式随动控制系统原理图。图中电位器1P 、2P 并联后跨接到同一电源0E 的两端，其滑臂分别与输入轴和输出轴相连接，组成方位角的给定元件和测量反馈元件。输入轴采用电枢控制的方式工作。系统工作原理：当导弹发射架的方角与输入轴方位角一致，系统处于相对静止状态。 ω u ε r + _ 门位置 关 开 门 放大器 伺服电动机 y c y c ω u ε r + _...