- 1.16 MB
- 2022-04-29 13:55:08 发布
- 1、本文档共5页,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,可选择认领,认领后既往收益都归您。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细先通过免费阅读内容等途径辨别内容交易风险。如存在严重挂羊头卖狗肉之情形,可联系本站下载客服投诉处理。
- 文档侵权举报电话:19940600175。
'第一章1.1图1.18是液位自动控制系统原理示意图。在任意情况下,希望液面高度维持不变,试说明系统工作原理并画出系统方块图。解:系统的控制任务是保持液面高度不变。水箱是被控对象,水箱液位是被控变量。电位器用来设置期望液位高度(通常点位器的上下位移来实现)。当电位器电刷位于中点位置时,电动机不动,控制阀门有一定的开度,使水箱的流入水量与流出水量相等,从而使液面保持在希望高度上。一旦流出水量发生变化(相当于扰动),例如当流出水量减小时,液面升高,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,驱动电动机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,水箱液位下降.浮子位置相应下降,直到电位器电刷回到中点位置为止,系统重新处于平衡状态,液位恢复给定高度。反之,当流出水量在平衡状态基础上增大时,水箱液位下降,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。系统方框图如图解1.4.1所示。
1.2恒温箱的温度自动控制系统如图1.19所示。(1)画出系统的方框图;(2)简述保持恒温箱温度恒定的工作原理;(3)指出该控制系统的被控对象和被控变量分别是什么。图1.19恒温箱的温度自动控制系统解:恒温箱采用电加热的方式运行,电阻丝产生的热量与调压器电压平方成正比,电压增高,炉温就上升。调压器电压由其滑动触点位置所控制,滑臂则由伺服电动机驱动.炉子的实际温度用热电偶测量,输出电压作为反馈电压与给定电压进行比较,得出的偏差电压经放大器放大后,驱动电动机经减速器调节调压器的电压。在正常情况下,炉温等于期望温度T,热电偶的输出电压等于给定电压。此时偏差为零,电动机不动,调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上。这时,炉子散失的热量正好等于从电阻丝获取的热量,形成稳定的热平衡状态,温度保持恒定。当炉温由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成热量流失)时,热电偶输出电压下降,与给定电压比较后出现正偏差,经放大器放大后,驱动电动机使调压器电压升高,炉温回升,直至温度值等于期望值为止。当炉温受扰动后高于希望温度时,调节的过程正好相反。最终达到稳定时,系统温度可以保持在要求的温度值上。系统中,加热炉是被控对象,炉温是被控变量,给定量是给定电位器设定的电压(表征炉温的希望值)。给定电位计是给定元件,放大器完成放大元件的功能,电动机、减速器和调压器组成执行机构,热电偶是测量元件。系统方框如图解1.4.5所示。1.3解:当负载(与接收自整角机TR的转子固联)的角位置与发送机Tx转子的输入角位置6一致时,系统处于相对豫止状态,自整角机输出电压(即偏差电压)为0,放大器输出为0,电动机不动,系统保持在平衡状态。当改变时,与失谐,自整角接收机输出
与失谐角成比例的偏差电压,该偏差电压经整流放大器、功率放大器放大后驱动电动机转动,带动减速器改变负载的角位置,使之跟随变化,直到与一致,系统达到新的平衡状态时为止。系统中采用测速发电机TG作为校正元件,构成内环反馈,用于改善系统动态特性。该系统为随动系统。被控对象是负载;被控量为负载角位置,给定量是发送自整角机TX转子的角位置。自整角机完成测量、比较元件的功能,整流放大器、功率放大器共同完成放大元件的功能,电动机SM和减速器组成执行机构,测速发电机TG是校正元件,系统方框图如图解1.4.6所示。1.4解工作原理:温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温,并在温度控制器中与给定温度相比较,若低于给定温度,其偏差值使蒸汽阀门开大,进入热交换器的蒸汽量加大,热水温度升高,直至偏差为零。如果由于某种原因,冷水流量加大,则流量值由流量计测得,通过温度控制器,开大阀门,使蒸汽量增加,提前进行控制,实现按冷水流量进行前馈补偿,保证热交换器出口的水温波动不大。系统中,热交换器是被控对象,实际热物料温度为被控变量,冷水流量是干扰量。系统方框图如图解1.4.4所示。这是一个按干扰补偿的复合控制系统。1.5解带上负载后,由于负载的影响,图(a)与图(b)中的发电机端电压开始时都要下降,但图(a)中所示系统的电压能恢复到110v,而图(b)中的系统却不能。理由如下;对图(a)所示系统,当输出电压u低于给定电压时,其偏差电压经放大器K,使电机SM转动,经减速器带动电刷减小发电机G的激磁回路电阻,使发电的激磁电流增大,提高发电机的端电压,从而使偏差电压减小,直至偏差电压为零时,电机才停止转动。因此,图(a)系统能保持110V电压不变。
对图(b)所示系统,当输出电压低于给定电压时,其偏差电压经放大器K,直接使发电机激磁电流增大,提高发电机的端电压,使发电机G的端电压回升,偏差电压减小,但是偏差电压始终不可能等于零,因为当偏差电压为零时,,发电机就不能工作。偏差电压的存在是图(b)系统正常工作的前提条件。即图(b)中系统的输出电压会低于110V。第二章2.1(a)(不考虑物块的重力)(b)(c)2.2(a)(b)A点:(1)B点:(2)由(1)和(2)得(3)由(3)解出,并代入(2)得:经比较可以看出,电网络(a)和机械系统(b)两者参数的相似关系为
2.32.42.52.62.72.8(1)
(2)假设电动机时间常数为,忽略电枢电感的影响,可得直流电动机的传递函数为,为电动机的传递系统,单位为。又设测速发电机的传递系数为()系统的传递函数为:2.9
2.10
第三章3.1,。,。3.2。3.3,。3.4由超调量等于15%知,。再由峰值时间等于0.8秒可得,。闭环传函,,。3.5(1)稳定;(2)不稳定;(3)不稳定。3.6(1)不稳定,右半平面两个根;(2)临界稳定(不稳定),一对纯虚根(3)不稳定,右半平面一个根,一对纯虚根(4)不稳定,右半平面一个根,一对纯虚根3.73.8
3.9(1)(2)将代入闭环特征方程后,整理得,解得3.10加入局部反馈前:开环传递函数,。加入局部反馈后:开环传递函数,。3.11首先判定系统稳定性,该系统稳定。开环增益,误差分别为0,1.33,∞,∞3.12(1),。,(2),。,3.14
3.15(1)(2)要使系统稳定,需有。
(1)系统不稳定。第四章4.1
4.2简要证明:令为根轨迹上的任意一点,由幅角条件可知:又根据三角函数关系:,有于是有,,问题得证。4.3略4.4(2)开环增益(3)根轨迹的分离点为,分离点处对应的开环增益(根据时,闭环极点之和等于开环极点之和。可以求出
时另一个极点为-108,与虚轴的距离比分离点-21大五倍以上。二重极点-21为主导极点,可以认为临界阻尼比相对应的开环增益为9.6)4.5(1)等效开环传递函数为分离点为-8.5(2)等效开环传递函数为分离点-204.6、4.7为正反馈根轨迹,略。4.8
(2)时,根轨迹与虚轴相交于;时,闭环系统稳定。(3)时,分离点(一对相等的实数根)为-0.85,第三个闭环极点为-4.3(非主导极点,忽略不计)。时,非主导的负实数极点都可忽略不计,因为当时,闭环系统为欠阻尼状态。(4)时等幅震荡,震荡频率为(5)由作图近似可得,时,。4.9简单说明:Kr<3系统不稳定。(与虚轴交点)3
您可能关注的文档
- 中国古代文学史复习题单项选择题及答案.doc
- 中国古代文论选读(自考)课后思考题及答案doc.doc
- 中国古典小说巅峰:四大名著鉴赏课后习题题库.doc
- 中国文化概论习题(含答案完整版).doc
- 中国文化概论课后题+期末答案尔雅答案.docx
- 中国新闻传播史课后习题参考答案.pdf
- 中国新闻传播史课后题答案.doc
- 中国特色社会主义理论与实践研究思考题+2015修订版课后答案.doc
- 中国的社会与文化尔雅课后作业答案完整版.doc
- 中国矿业大学常俊林版《自动控制原理》1-6章课后习题解答.doc
- 中国税制习题_及答案.doc
- 中国近代史纲要课后习题答案12.doc
- 中国近代史课后习题答案.doc
- 中国近现代史纲要-习题答案.docx
- 中国近现代史纲要思考题答案.doc
- 中国近现代史纲要试题及课后答案.doc
- 中国近现代史纲要课后题答案09版.doc
- 中国马克思主义与当代(2013年修订版)(课后习题答案).doc