自動控制系統(tǒng)概述概要

自動控制系統(tǒng)概述1．選擇題（1）以下例子中，屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)的是（B）A.洗衣機(jī)B.空調(diào)C.調(diào)級電風(fēng)扇D.普通車床（2）下列不屬于對自動控制系統(tǒng)基本要求的是（

C）A.穩(wěn)定性B.快速性C.連續(xù)性D.準(zhǔn)確性（3）

以下關(guān)于反饋的描述,正確的是（C）A?只有自然控制系統(tǒng)才存在反饋

B.只是一種人為地把輸出信號回輸?shù)捷斎攵说男畔鬟f方式C?人類簡單地行動，如取物，行走等都存在著信息的反饋（4）

不屬于開環(huán)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的是（D）A?構(gòu)造簡單，維護(hù)容易存在反饋B.成本比響應(yīng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)低C.不存在穩(wěn)定性問題

D.可根據(jù)輸出量，隨時(shí)對輸入量進(jìn)行自動修正?5）

表示系統(tǒng)快速性的性能指標(biāo)是（C）A?超調(diào)量

B.振蕩次數(shù)

C.調(diào)整時(shí)間

D.穩(wěn)態(tài)誤差6）表示系統(tǒng)平穩(wěn)性的性能指標(biāo)是

（A）A?超調(diào)量

B.上升時(shí)間

C.調(diào)整時(shí)間

D.穩(wěn)態(tài)誤差7）表示系統(tǒng)準(zhǔn)確性的性能指標(biāo)是

（D）A?超調(diào)量

B.上升時(shí)間

C.調(diào)整時(shí)間

D.穩(wěn)態(tài)誤差8）開環(huán)控制系統(tǒng)的控制信號取決于

（A）A?給定的輸入信號

B.輸出信號

C.反饋信號

D.參考輸入信號和反饋信號之差（9）閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制信號取決于

（D）A?給定的輸入信號

B.輸出信號

C.反饋信號

D.參考輸入信號和反饋信號之差（10）閉環(huán)控制系統(tǒng)中，（C）反饋?zhàn)饔肁.依輸入信號的大小而存在

B.一定不存在

C.必然存在

D.不一定存在2.分析比較開環(huán)控制與閉環(huán)控制的特征、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場合的不同。答：（1）對于開環(huán)控制，系統(tǒng)的輸出量不被引回來對系統(tǒng)的控制部分產(chǎn)生影響。優(yōu)點(diǎn)：無反饋環(huán)節(jié)，一般結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、成本低。缺點(diǎn)：當(dāng)控制過程受到各種擾動因素影響時(shí)，將會直接影響輸出量，而系統(tǒng)不能自動進(jìn)

行補(bǔ)償。特別是當(dāng)無法預(yù)計(jì)的擾動因素使輸出量產(chǎn)生的偏差超過允許的限度時(shí)，

開環(huán)控制系統(tǒng)便無法滿足技術(shù)要求。應(yīng)用場合：一般應(yīng)用在輸出量和輸入量之間的關(guān)系固定，且內(nèi)部參數(shù)或外部負(fù)載等擾動因素不大，或這些擾動因素產(chǎn)生的誤差可以預(yù)先確定并能進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r下，應(yīng)盡量采用開環(huán)控制系統(tǒng)。（2）對于閉環(huán)控制，系統(tǒng)輸出量通過反饋環(huán)節(jié)返回作用于控制部分，形成閉合回路。優(yōu)點(diǎn)：可以自動進(jìn)行補(bǔ)償，抗干擾能力強(qiáng)、精度高。缺點(diǎn)：閉環(huán)控制要增加檢測、反饋比較、調(diào)節(jié)器等部件，會使系統(tǒng)復(fù)雜、成本提高。而且閉環(huán)控制會帶來副作用，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，甚至造成不穩(wěn)定。應(yīng)用場合：用于輸入量與輸出量關(guān)系為未知，內(nèi)外擾動對系統(tǒng)影響較并且控制精度要求不高的場合。3?以下例子中，屬于閉環(huán)控制的有哪幾項(xiàng)？（1）蒸汽機(jī)的調(diào)速器

（2）機(jī)器人的手臂的運(yùn)動控制

（3）抽水馬桶

（4）切削過程（5）串聯(lián)電路的負(fù)載效應(yīng)答：屬于閉環(huán)控制的有（1）

（2）

（3）4.組成自動控制系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)有哪些？它們各有什么特點(diǎn)？起什么作用？答：主要環(huán)節(jié)有：（1）給定元件：由它調(diào)節(jié)給定信號，以調(diào)節(jié)輸出量的大小。

（2）檢測元件：由它檢測輸出量的大小，并反饋到輸入端，此處為熱電偶。

（3）比較環(huán)節(jié)：在此處，反饋信號與給定信號進(jìn)行疊加，信號的極性以“

+”或“一”表示。（4）放大元件：由于偏差信號一般很小，因此要經(jīng)過電壓放大及功率放大，以驅(qū)動執(zhí)行元件。

（5）執(zhí)行元件：驅(qū)動被控制對象的環(huán)節(jié)。（6）控制對象：亦稱被調(diào)對象。（7）反饋環(huán)節(jié)：由它將輸出量引出，再回送到控制部分。5?一龍門刨床速度控制系統(tǒng)如圖所示，試畫出該系統(tǒng)的原理方框圖。6.如圖是倉庫大門自動控制系統(tǒng)原理示意圖。并畫出系統(tǒng)方框圖。試說明系統(tǒng)自動控制大門開、閉的工作原理,Au

uk

a

門*比較電路-?放大器觸發(fā)器-整流器T電動機(jī):JU01

Ut測速發(fā)電機(jī)倉庫大門自動開閉控制系統(tǒng)解當(dāng)合上開門開關(guān)時(shí)，電橋會測量出開門位置與大門實(shí)際位置間對應(yīng)的偏差電壓，

偏差電壓經(jīng)放大器放大后，驅(qū)動伺服電動機(jī)帶動絞盤轉(zhuǎn)動，

將大門向上提起。與此同時(shí)，和大門連在一起的電刷也向上移動，

直到橋式測量電路達(dá)到平衡，

電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，大門達(dá)到開啟位置。反之，當(dāng)合上關(guān)門開關(guān)時(shí)，電動機(jī)帶動絞盤使大門關(guān)閉，

從而可以實(shí)現(xiàn)大門遠(yuǎn)距離開閉自動控制。系統(tǒng)方框圖如圖所示。倉庫大門控制系統(tǒng)方框圖7?下圖為工業(yè)爐溫自動控制系統(tǒng)的工作原理圖。分析系統(tǒng)的工作原理，指出被控對象、被控量和給定量，畫出系統(tǒng)方框圖。爐溫自動控制系統(tǒng)原理圖解加熱爐采用電加熱方式運(yùn)行，加熱器所產(chǎn)生的熱量與調(diào)壓器電壓

uc的平方成正比，Uc增高，爐溫就上升，Uc的高低由調(diào)壓器滑動觸點(diǎn)的位置所控制，該觸點(diǎn)由可逆轉(zhuǎn)的直流電動機(jī)驅(qū)動。爐子的實(shí)際溫度用熱電偶測量，輸出電壓

Uf。Uf作為系統(tǒng)的反饋電壓與給定電壓Ur進(jìn)行比較，得出偏差電壓Ue,經(jīng)電壓放大器、功率放大器放大成

Ua后，作為控制電

動機(jī)的電樞電壓。在正常情況下，爐溫等于某個(gè)期望值

T°C,熱電偶的輸出電壓Uf正好等于給定電壓Ur。此時(shí)，Ue二Ur-Uf=0,故g=Ua=0，可逆電動機(jī)不轉(zhuǎn)動，調(diào)壓器的滑動觸點(diǎn)停留在某個(gè)合適的位置上，使Uc保持一定的數(shù)值。這時(shí)，爐子散失的熱量正好等于從加熱器吸取的熱量，形成穩(wěn)定的熱平衡狀態(tài)，溫度保持恒定。當(dāng)爐膛溫度T°C由于某種原因突然下降（例如爐門打開造成的熱量流失），則出現(xiàn)以下的控制過程：控制的結(jié)果是使?fàn)t膛溫度回升，直至

T°C的實(shí)際值等于期望值為止。卓