2021年重庆邮电大学自动化学院805自动控制原理考研核心题库之简答题精编

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本书根据历年考研大纲要求并结合历年考研真题对该题型进行了整理编写，涵盖了这一考研科目该题型常考试题及重点试题并给出了参考答案，针对性强，考研复习首选资料。

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【答案】线性定常离散系统的稳定性除了与系统的结构参数有关之外，还与采样周期有关，越小，稳定性越好。

2．增大控制器的比例控制系数对闭环系统输出有何影响？为什么加入滞后校正环节可以提高稳态精度、而又基本上不影响系统暂态性能？

【答案】增大控制器的比例控制系数使系统的带宽增加，系统反应变快，超调量增加，稳态精度提高，但抗高频干扰能力降低。滞后校正具有高频衰减特性，如果在滞后校正环节前面串联一增益，可以使滞后环节对中高频没有影响，而使系统的低频段提高，系统的稳态精度变好，系统的动态性能是由系统的中频段决定的，中频段不变，即对其暂态性能没有影响。

3．下图1是一个水箱液位自动控制系统，试分析它的工作原理，并画出系统方框图。

图1

【答案】(1)工作原理：闭环控制方式。

当连杆长度和支点位置设定以后，在一定的出水流量下，通过连杆的作用使浮球和阀门开度产生一个平衡点，则浮球位置对应了液面希望位置，此时阀门的开度使水箱中流入水量和流出水量相等，从而液面保持在希望高度上。当进水与出水量之间的平衡被破坏，就会导致液面发生变化，例如出水增大使液面下降，通过浮子检测出来并由连杆作用使阀门开度加大，致使液位上升，当调节到流入水量和流出水量再次相等时，系统达到了一个新的平衡点，此时浮球位置回到液面希望位置附近，略低于希望高度，我们称为有差调节。

(2)被控对象是水箱，被控量是水箱液位，给定量是连杆的设定位置(代表液位的希望值)。主扰动是出水流量。出水流量波动越大，液位稳定后的偏差也随之加大。

系统的方框图如下图2所示。

图2

4．炉温控制系统的工作原理如图所示，指出系统的输入量，输出量，偏差信号和被控对象，画出系统的方框图，并简单说明炉温的调节过程。

图

【答案】炉温的动态调节过程为：炉内温度经热电偶测量转变为电信号，当炉内温度小于

设定的温度时，即，产生偏差信号u，经放大环节后，驱动电动机正向转动，经减速器调整自耦变压器的动点位置，从而提高加热电压，使炉内稳定升高，直到，此时电动机停止转动；反之亦然；

该系统的输入量为给定电压，输出量为炉温，偏差信号为u，被控对象为电炉，框图如图所示。

图

5．某工业过程温度控制系统如图所示，电位器上设定的电压是系统的输入量，箱体内液体的实际温度为输出量，插入箱体内的热电偶的输出与成正比。试分析该系统的工作原理并画

出方框图。

图

【答案】系统中，电压为设定输入，它与设定温度成正比。热电偶的输出，经过放大后得到电压，与液体的实际温度成正比，调节放大系数，保证两者具有相同的比例。

为误差信号，反映设定温度与实际温度的偏差情况。误差放大后作为线圈的输入电

压。在的作用下，线圈中产生一个与电流成正比的作用力，该力作用在线圈铁芯上，控制蒸汽阀门的位置z，而阀门位置控制进入箱体内加热蛇形管的蒸汽流量q，而蒸汽流量q与箱体中液体的温度成正比。总之，系统中通过误差信号控制蒸汽流量q，从而控制液体温度。系方框图如图所示。

图

6．下图1为带有扰动补偿的调速系统。系统中负载力矩M e的变化将引起转速的变化。测量出变化的负载力矩，并根据它的大小产生附加的控制作用，以补偿由它引起的转速变化，就可以克服或减小力矩变化对转速的影响。这里电枢电流反映负载力矩的大小，即作为附加的控制电

压，它将引起的变化。复合控制把闭环控制和开环控制有机地结合起来，可获得较理想的控制效果。请指出系统的被控对象、被控量、给定量和扰动量，并说明工作原理，画出系统原理方框图。

图1

【答案】被控对象：电动机；

被控量：电动机转速n

给定量：电位器电压；

扰动量：负载力矩变化。

工作原理：电位器电压与转速设定值相对应，当转速n低于设定值时，测速发电机输出电压减小，电压偏差信号增大，电压放大器1的输出电压提髙，经功率放大器后加到