自动控制原理第五版 胡寿松课后习题答案完整版 .pdfVIP

第一章

1-1图1-2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c维持不变，

试说明系统工作原理并画出系统方块图。

图1-2液位自动控制系统

u

解：被控对象：水箱；被控量：水箱的实际水位；给定量电位器设定水位r（表征液

c

位的希望值r）；比较元件：电位器；执行元件：电动机；控制任务：保持水箱液位高度

不变。

u

工作原理：当电位电刷位于中点（对应r）时，电动机静止不动，控制阀门有一定的

c

开度，流入水量与流出水量相等，从而使液面保持给定高度r，一旦流入水量或流出水量

c

发生变化时，液面高度就会偏离给定高度r。

当液面升高时，浮子也相应升高，通过杠杆作用，使电位器电刷由中点位置下移，从而

给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机，通过减速器带动进水阀门向减小开度的方向转

动，从而减少流入的水量，使液面逐渐降低，浮子位置也相应下降，直到电位器电刷回到中

c

点位置，电动机的控制电压为零，系统重新处于平衡状态，液面恢复给定高度r。

反之，若液面降低，则通过自动控制作用，增大进水阀门开度，加大流入水量，使液面

c

升高到给定高度r。

系统方块图如图所示：

1-10下列各式是描述系统的微分方程，其中c(t)为输出量，r(t)为输入量，试判断哪些

是线性定常或时变系统，哪些是非线性系统?

2

dr(t)

2

c(t)5r(t)t

2

dt

（１）；

32

dc(t)dc(t)dc(t)

368c(t)r(t)

32dt

dtdt

（２）；

dc(t)dr(t)

tc(t)r(t)3

dtdt

（３）；



c(t)r(t)cost5

（４）；

dr(t)t





c(t)3r(t)65r()d

dt

（５）；

c(t)r(t)

（６）2；

0,t6

c(t)



r(t),t6.



（７）

2