自动控制原理习题
1-1下图表示一个水位自动控制系统,试说明其作用原理.
1-2下图为电动机速度控制系统原理示意图.图中,r U 为给定参考电压,M 为电动机,a U 为M
的电枢电压,Ω为M 的输出轴角速度,TG 为测速发电机,c U 为TG 的输出电压.要求:
(1) 将该速度控制系统接成负反馈系统
(2) 画出系统原理方框图
1-3下图是恒温箱的温度自动控制系统.要求:
(1) 画出系统的原理方框图;
(2) 当恒温箱的温度发生变化时,试述系统的调解过程;
(3) 指出系统属于哪一类型?
1-4下图为电动机电压自动控制系统.图中,1为电动机,2为减速器,3为电动机,4为电压放大器,5为可调电位器.试问:
(1)该系统由哪几部分组成,各起作用?
(2)系统中有哪些可能的扰动量?
(3)当输出电压降低时,系统的调节过程如何?
(4)该系统属于哪种类型?
1-5 下图为位置随动系统,输入量为转角r θ,输出量为转角c θ,p R 为圆盘式滑动电位器,s K 为功率放大器SM 为伺服电动机.要求:
(1)说明系统由哪几部分组成,各起什么作用？
(2)画出系统原理方框图;
(3)说明当r θ 变化时, c θ的跟随过程.
1-6下图为转速控制系统,g U 为输入量,f E 为发电机电势,转速n 为输出量.试画出系统原理方框图.
1-7设描述系统的微分方程如下,其中c(t)为输出量,r(t)为输入量,试判断它们属于何种类
型? (1) λλd r dt t dr t r t c t )(5)(6
)(3)(?∞-++= (2) 222)
()(2)(dt t r d t t r t c +=
(3) )()(2t r t c =
(4) t t r t c ωcos )(5)(+=
(5) ??
?≥<=6,)(6,0)(t t r t t c (6) )()(8)(6)
(3)
(2233t r t c dt
t dc dt t c d dt t c d =+++ (7) dt
t dr t r t c dt t dc t )(3)()()(+=+ 1-8下图为温度自动控制系统,改变a 点位置可以改变恒温温度.试说明该系统的工作原理和性能,并指出它属何种类型?
1-9下图为直流恒速控制系统.系统中除速度反馈外, 还设置了电流反馈以补偿负载变化的影响.试画出系统原理方框图.
1-10下图是烘烤面包的速度调节装置.待烘烤的面包用传送带按一定速度和一定时间通过烘箱.传送带由无级变速机驱动,根据安装在烘箱内的温度检测测量的烘箱实际温度,通过控制器可以调节传送带的速度.若烘箱温度过高,传送带速度应加快,反之,则应减慢,以保证烘烤面包的质量.试说明传送带速度自动控制系统的工作原理,并绘制相应的原理方框图.
1-11下图是一种用电流控制的气动调节阀,用来控制液体的流量.图中,与杆固连的线圈内有一块永久磁铁,当电流通过线圈时,便产生使杆绕支点转动的力矩, 从而带动档板关闭或打开喷嘴时,进入膜片腔的空气压力将增大,从而将膜片下压, 并带动弹簧,阀杆一起下移;反之,当喷嘴被打开时,由于空气从喷嘴中跑出,进入,膜片上腔的空气压力将减小,膜片连同弹簧,阀杆便一起上升.此外,阀杆位移反馈回去, 并由与杆连接的弹簧产生一个平衡力矩.这样,通过电流控制阀杆位移, 从而改变阀门开度,达到控制液体流量的目的.要求:
(1) 确定该系统装置的输入量,输出量,控制对象和扰动量;
(2) 绘出其原理方框图;
(3) 指出该系统属于哪种类型的装置?
1-12 图1-31(A)和(B)均为自动调压系统,假设空载时,(A)于(B)的发电机端电压相同,均为110V试问带上负载后,(A)和(B)哪种系统能保持110V端电压不变? 哪种系统的端电压会低于110V?为什么?
1-13试绘制图1-31(A)于(B)所示的原理方框图,分别说明各系统的测量元件, 放大元件及执行元件是时么,并指出各系统的输入量,输出量和控制对象.
1-14 图1-32为水温控制系统,冷水在热交换器中由通入的蒸气加热,,从而得到一定温度的热水.冷水流量的变化可用流量计测得.要求:
(1) 说明为了保持热水温度给定值为定值,系统是如何工作的?
(2) 指出系统的控制对象及控制器;
(3) 绘制系统的原理方框图;
(4) 指出系统属于哪种类型
1-15 图1-33为调速系统.图中G 为发电机,M 为电动机,TG 为测速发电机,SM 为伺服电动机.要求:
(1)说明系统的工作原理;
(2)绘制系统原理方框图.
1-16图1-34为工作台位置液压控制系统.图中,1为控制电位器,2为反馈电位器,3为工作台.该系统可使工作台按照控制电位器给定的信号运动.要求:
(1)指明系统的输入量,输出量和控制对象;
(2) 绘制系统原理方框图
(3) 说明系统属于何种类型
1-17 图1-35为自动记录仪系统.电位器1和2组成测量电桥,当电位器1和2 的两个话臂不在同一位置时,测量电桥不平衡,线圈3中便有电流产生.由于线圈处于两个磁极中间,故会发生转动.线圈转动时,记录笔4和电位器2的滑壁跟着一起转动,直到2 的滑臂与1的滑臂位置一致为止.同时,记录笔相应记下两个滑臂间的位置偏差.试绘制该系统原理方框图
1-18 图1-36为水位自动控制系统.要求绘制系统的原理方框图
1-19下图所示为热水电加热器。为了保持所期望的温度，由温控开关轮流接通或断开电加热器的电源。在使用热水时，水槽流出热水并补充冷水。试画出该闭环控制系统方框图，并标出控制量、被控制量、反馈量、扰动量、测量元件、被控对象。
1-20 位置随动系统如下图所示,回答以下问题
1.说明该系统的以下(1)-(10)各是什么:
(1)被控制对象 (2)被控制量 (3)给定元件 (4)给定量 (5)主反馈元件
(6)主反馈量 (7)误差量 (8)负载 (9)积分元件 (10)执行元件.
2.画出系统作用方框图,表出个环节的输入输出量。
3.判断(在括号内对的上面打"对号")
(1)该系统是(按偏差;按扰动)原则的控制系统;
(2)该系统是(有差;无差)系统;
(3)该系统是(0型,1型,2型)系统;
(4)该系统的输入量是(r r U Q 、);
(5)该系统的输出量是(c c U Q 、
)。
1-21 试用下列元件组成一个最合理的位置随动系统。
1-22 最简串联型直流稳压电源原理图如下图所示。
（１）试说明其工作原理；
（２）指出该系统的给定值：受控对象、被控量各是什么？
（３）画出系统的功能方框图，并说明哪些元件起比较、测量、放大、执行等作用， 以及系统的干扰是什么。