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自动控制原理习题解答 西北工业大学自动化教研室第一章习题及答案1-3 图1-3 (a),(b)所示均为调速系统。 (1) 分别画出图1-24(a)、图(b)所示系统的方框图。给出图1-24(a) 所示系统正确的反馈连线方式。(2) 指出在恒值输入条件下,图1-24(a), (b) 所示系统中哪个是有差系统,哪个是无差系统,说明其道理。图1-3 调速系统工作原理图解 图1-3 (a)正确的反馈连接方式如图1-3 (a)中虚线所示。 (1) 系统方框图如图解1-10所示。 (2) 图1-3 (a) 所示的系统是有差系统,图1-3 (b) 所示的系统是无差系统。图1-3 (a)中,当给定恒值电压信号,系统运行达到稳态时,电动机转速的恒定是以发电机提供恒定电压为条件,对应发电机激磁绕组中电流一定是恒定值。这意味着放大器前端电压是非零的常值。因此,常值偏差电压存在是系统稳定工作的前提,故系统有差。图1-3 (b)中,给定恒定电压,电动机达到稳定转速时,对应发电机激磁绕组中的励磁电流恒定,这意味着执行电动机处于停转状态,放大器前端电压必然为0,故系统无差。1-4 图1-4 (a),(b)所示的系统均为电压调节系统。假设空载时两系统发电机端电压均为110V,试问带上负载后,图1-4(a),(b)中哪个能保持110V不变,哪个电压会低于110V?为什么?图1-4 电压调节系统工作原理图解 带上负载后,开始由于负载的影响,图1-4(a)与(b)系统的端电压都要下降,但图(a)中所示系统能恢复到110V,而图(b) 所示系统却不能。理由如下: 图(a)系统,当低于给定电压时,其偏差电压经放大器放大后,驱动电机D转动,经减速器带动电刷,使发电机F的激磁电流增大,发电机的输出电压会升高,从而使偏差电压减小,直至偏差电压为零时,电机才停止转动。因此,图(a)系统能保持110V不变。图(b)系统,当低于给定电压时,其偏差电压经放大器后,直接使发电机激磁电流增大,提高发电机的端电压,使发电机G 的端电压回升,偏差电压减小,但不可能等于零,因为当偏差电压为 0时,=0,发电机就不能工作。即图(b)所示系统的稳态电压会低于110V。1-5 图1-5是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理,并画出系统方框图。图1-5 仓库大门自动开闭控制系统解 当合上开门开关时,电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压,偏差电压经放大器放大后,驱动伺服电动机带动绞盘转动,将大门向上提起。与此同时,和大门连在一起的电刷也向上移动,直到桥式测量电路达到平衡,电动机停止转动,大门达到开启位置。
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