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自动控制原理例题与习题 第一章 自动控制的一般概念 【例 1】试述开环控制系统的主要优缺点。 【答】 开环控制系统的优点有： 1. 1. 构造简单，维护容易。 2. 2. 成本比相应的死循环系统低。 3. 3. 不存在稳定性问题。 4. 4. 当输出量难以测量，或者要测量输出量在经济上不允许时，采用开环系统比较合适（例如在洗衣机系统中，要提供一个测量洗衣机输出品质，即衣服的清洁程度的装置，必须花费很大）。 开环控制系统的缺点有： 1. 1. 扰动和标定尺度的变化将引起误差，从而使系统的输出量偏离希望的数值。 2. 2. 为了保持必要的输出品质，需要对标定尺度随时修正。 【例 2】图 1.1 为液位自动控制系统示意图。在任何情况下，希望液面高度 c 维持不变，试说明系统工作原理，并画出系统原理方框图。 图 1.1 液位自动控制系统示意图 【解】 系统的控制任务是保持液面高度不变。水箱是被控对象，水箱液位是被控量，电位器设定电压u r(表征液位的希望值 cr)是给定量。 当电位器电刷位于中点位置(对应 u r)时，电动机不动，控制阀门有一定的开度、使水箱中流入水量与流出水量相等。从而液面保持在希望高度 cr 上。一旦流入水量或流出水量发生变化，例如当液面升高时，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，驱动电动初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，水箱液面下降，浮子位置相应下降，直到电位器电刷回到中点位置，系统重新处于平衡状态，液面恢复给定高度。反之，若水箱液位下降，则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 cr。 系统原理方框图如图 1.2 所示。 图 1.2 系统原理方框图 习题 1．题图 1-1 是一晶体管稳压电源。试将其画成方块图并说明在该电源里哪些起着测量、放大、执行的作用以及系统里的干扰量和给定量是什么？ 题图1-1 2．如题图1-2（a）、（b）所示两水位控制系统，要求 (1) 画出方块图（包括给定输入量和扰动输入量）； (2) 分析工作原理，讨论误差和扰动的关系。 3．如题图1-3 所示炉温控制系统，要求 (1) 指出系统输出量、给定输入量、扰动输入量、被控对象和自动控制器的各组成部分并画出方块图； (2) 说明该系统是怎样得到消除或减少偏差的。 4. 图1-4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...