清华 控制工程基础答案 沈艳孙锐.pdf

控制工程基础习题答案 第一章 1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点？（略） 1-2 日常生活中有许多闭环和开环控制系统。试举几个具体例子，并说明它们的工作原 理，画出结构方框图。（略） 1-3 图1.14是液面自动控制系统的两种原理示意图。在运行中，希望液面高度H 维持0 不变。 1．试说明各系统的工作原理。 2．画出各系统的方框图，并说明被控对象、给定值、被控量和干扰信号是什么? 图1.14 液位自动控制系统 (a)  H 解： 工作原理：出水量 与进水量一致，系统处于平衡状态，液位高度保持在 。当2 0 出水量大于进水量，液位降低，浮子下沉，通过连杆使阀门 开大，使得进水量增大，液 L 1 位逐渐回升；当出水量小于进水量，液位升高，浮子上升，通过连杆使阀门1关小，液位逐 渐降低。 其中被控对象是水槽，给定值是液面高度希望值 。被控量是液面实际高度，干扰量 H 0 是出水量 。  2 (b)工作原理：出水量与进水量一致系统处于平衡状态，电位器滑动头位于中间位置，液面 为给定高度 。当出水量大于 （小于）进水量，浮子下沉 （上浮）带动电位器滑动头向上 H 0 （下）移动，电位器输出一正（负）电压，使电动机正（反）转，通过减速器开大（关小） L H 阀门 ，使进水量增大 （减小），液面高度升高 （降低），当液面高度为 时，电位器滑动1 0 头处于中间位置，输出电压为零，电动机不转，系统又处于平衡状态。 其中被控对象是水槽，给定值为液面高度希望值 ，被控量是液面实际高度，干扰量是出 H 0  水量 。2 ， 系统结构图如下图 (a) (b) 题解 1-3 （a）系统方框图 题解 1-3 （b）系统方框图 1-4 若将图 1.14(a)系统结构改为图1.15。试说明其工作原理。并与图1.14(a)比较有何 不同?对系统工作有何影响? 解：若将1-17 系统结构图改为1-18，系统变成了正反馈，当出水量与进水量一致，液面 (a) 高度为给定值 。当出水量大于进水量，液面位降低，浮子下称，通过连杆使阀门 1关小， H 0 H 进水量越来越小，液面高度不能保持给定高度 ，同样当出水量小于进水量，浮子上浮，0 液位升高，使阀门 1开大，进水量增大，液位越来越高，不可能维持在给定高度H0 P P 1-5 图1.16是控制导弹发射架方位的电位器式随动系统原理图。图中电位器 、 并 1 2 联后跨接到同一电源 的两端，其滑臂分别与输入轴和输出轴相联结，组成方位角的给定 E 0 元件和测量