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《自動控制原理習題解答(第二版)(余成波_張蓮_胡曉倩)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第1章控制系統(tǒng)的基本概念1.5圖1.1所示的轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)中，若測速發(fā)電機的正負極性接反了，試問系統(tǒng)能否正常工作？為什么？++_E+++nMc電壓功率電位器ugueua放大器放大器___電動機負載u_f+測速發(fā)電機圖1.1直流電動機轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)解：若測速發(fā)電機的正負極性接反，偏差電壓則為uuu=+egf系統(tǒng)將由負反饋變?yōu)檎答?，而正反饋不能進行系統(tǒng)控制，會使系統(tǒng)的偏差越來越大。因此，系統(tǒng)不能正常工作。1.9倉庫大門自動控制系統(tǒng)原理如圖1.8所示。試說明倉庫大門開啟、關閉的工作原理。如果大門不能全
2、開或全關，應該怎樣進行調整？圖1.8倉庫大門自動控制系統(tǒng)解當給定電位器和測量電位器輸出相等時，放大器無輸出，門的位置不變。假設門的原始位置在“關”狀態(tài)，當門需要打開時，“開門”開關打開，“關門”開關閉合，給定電位器和測量電位器輸出不相等。電位器組會測量出開門位置與大門實際位置間對應的偏差電壓，偏差電壓經(jīng)放大器放大后，驅動伺服電動機帶動絞盤轉動，將大門向上提起。與此同時，和大門連在一起的電刷也向上移動，直到電位器組達到平衡，即測量電位器輸出與給定電位器輸出相等，則電動機停止轉動，大門達到開啟位置。反之，
3、當合上關門開關時，電動機帶動絞盤使大門關閉，從而可以實現(xiàn)大門遠距離開閉自動控制。系統(tǒng)方框圖如圖1.9所示。如果大門不能全開或者全閉，說明電位器組給定的參考電壓與期望的開門位置或關門位置不一致，應該調整電位器組的滑臂位置，即調整“開門”或“關門”位置對應的參考電壓。給定電位器開門位置、ue實際位置放大器電動機絞盤大門關門位置對－應的電位測量電位器圖1.9倉庫大門自動控制系統(tǒng)方框圖第2章自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型2.1求圖2.1中RC電路和運算放大器的傳遞函數(shù)UsUs()()。oi1解：（a）令Z1=為電容和
4、電阻的復數(shù)阻抗之和；Z2=R2為電阻的復數(shù)阻抗。由此可求得1Cs+R1傳遞函數(shù)為：Us()ZRRRo2212Gs()====UsZZ()+1RCsRR++1i12Cs++R1122R1(c)該電路由運算放大器組成，屬于有源網(wǎng)絡。運算放大器工作時，A點的電壓約等于零，稱為虛1地。輸入、輸出電路的復數(shù)阻抗Z1和Z2分別為Z1=R1，Z2=R2+。又由虛短得Cs2Us()?Us()io=?ZZ12故有Us()ZRCs+1o222Gs()===Us()ZRCsi1122.4已知某系統(tǒng)滿足微分方程組為e(t)=
5、10r(t)?b(t)dc(t)6+10c(t)=20e(t)dtdb(t)20+5b(t)=10c(t)dt試畫出系統(tǒng)的結構圖，并求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)C(s)R(s)和E(s)R(s)。解：在零初始條件下，對上述微分方程組取拉氏變換得：E()10()sR=s?B()s(6sC+10)()sE=20()s(20sB+5)()10()sC=s每個等式代表一個環(huán)節(jié)，且系統(tǒng)的輸入信號為R()s，輸出信號為Cs()，E()s是偏差信號。根據(jù)各環(huán)節(jié)輸入、輸出變量之間的關系式，推出系統(tǒng)動態(tài)結構圖，如圖2.9所示。R(
6、s)E(s)20C(s)106s+10B(s)10連桿、電20s+5圖2.9題2.4系統(tǒng)動態(tài)結構圖化簡動態(tài)結構圖，可得系統(tǒng)傳遞函數(shù)為2010
