自動(dòng)化控制原理程鵬版課后標(biāo)準(zhǔn)答案

1、自動(dòng)控制原理自動(dòng)控制原理1.1圖1.18是液位自動(dòng)控制系統(tǒng)原理示意圖。在任意情況下，希望液面高度維持不變，c試說(shuō)明系統(tǒng)工作原理并畫(huà)出系統(tǒng)方塊圖。c??SM___1Q浮子用水開(kāi)關(guān)2Q電位器控制閥減速器電動(dòng)機(jī)fi??解：系統(tǒng)的控制任務(wù)是保持液面高度不變。水箱是被控對(duì)象，水箱液位是被控變量。電位器用來(lái)設(shè)置期望液位高度(通常點(diǎn)位器的上下位移來(lái)實(shí)現(xiàn))。c當(dāng)電位器電刷位于中點(diǎn)位置時(shí)，電動(dòng)機(jī)不動(dòng)，控制閥門(mén)有一定的開(kāi)度，使水箱的流入水量與流出水量相等，

2、從而使液面保持在希望高度上。一旦流出水量發(fā)生變化(相當(dāng)于擾c動(dòng))，例如當(dāng)流出水量減小時(shí)，液面升高，浮子位置也相應(yīng)升高，通過(guò)杠桿作用使電位器電刷從中點(diǎn)位置下移，從而給電動(dòng)機(jī)提供一定的控制電壓，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器減小閥門(mén)開(kāi)度，使進(jìn)入水箱的液體流量減少。這時(shí)，水箱液位下降浮子位置相應(yīng)下降，直到電位器電刷回到中點(diǎn)位置為止，系統(tǒng)重新處于平衡狀態(tài)，液位恢復(fù)給定高度。反之，當(dāng)流出水量在平衡狀態(tài)基礎(chǔ)上增大時(shí)，水箱液位下降，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)增大閥門(mén)開(kāi)度，加大

3、流入水量，使液位升到給定高度。c系統(tǒng)方框圖如圖解1.4.1所示。6一致時(shí)，系統(tǒng)處于相對(duì)豫止?fàn)顟B(tài)，自整角機(jī)輸出電壓(即偏差電壓)為0，放大器輸出為0，電動(dòng)機(jī)不動(dòng)，系統(tǒng)保持在平衡狀態(tài)。當(dāng)改變時(shí)，與失諧，自整角接收機(jī)輸出與i?o?i?失諧角成比例的偏差電壓，該偏差電壓經(jīng)整流放大器、功率放大器放大后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)減速器改變負(fù)載的角位置，使之跟隨變化，直到與一致，系統(tǒng)達(dá)到新的平衡狀o?i?i?態(tài)時(shí)為止。系統(tǒng)中采用測(cè)速發(fā)電機(jī)TG作為校正元件，

4、構(gòu)成內(nèi)環(huán)反饋，用于改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。該系統(tǒng)為隨動(dòng)系統(tǒng)。被控對(duì)象是負(fù)載；被控量為負(fù)載角位置，給定量是發(fā)送自整角o?機(jī)TX轉(zhuǎn)子的角位置。自整角機(jī)完成測(cè)量、比較元件的功能，整流放大器、功率放大器i?共同完成放大元件的功能，電動(dòng)機(jī)SM和減速器組成執(zhí)行機(jī)構(gòu)，測(cè)速發(fā)電機(jī)TG是校正元件，系統(tǒng)方框圖如圖解1.4.6所示。1.4解工作原理：溫度傳感器不斷測(cè)量交換器出口處的實(shí)際水溫，并在溫度控制器中與給定溫度相比較，若低于給定溫度，其偏差值使蒸汽閥門(mén)開(kāi)大，

5、進(jìn)入熱交換器的蒸汽量加大，熱水溫度升高，直至偏差為零。如果由于某種原因，冷水流量加大，則流量值由流量計(jì)測(cè)得，通過(guò)溫度控制器，開(kāi)大閥門(mén)，使蒸汽量增加，提前進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)按冷水流量進(jìn)行前饋補(bǔ)償，保證熱交換器出口的水溫波動(dòng)不大。系統(tǒng)中，熱交換器是被控對(duì)象，實(shí)際熱物料溫度為被控變量，冷水流量是干擾量。系統(tǒng)方框圖如圖解1.4.4所示。這是一個(gè)按干擾補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng)。1.5解帶上負(fù)載后，由于負(fù)載的影響，圖(a)與圖(b)中的發(fā)電機(jī)端電壓開(kāi)始時(shí)都要