自动控制系统概述概要

自动控制系统概述1．选择题（1）以下例子中，属于闭环控制系统的是（B）A.洗衣机B.空调C.调级电风扇D.普通车床（2）下列不属于对自动控制系统基本要求的是（

C）A.稳定性B.快速性C.连续性D.准确性（3）

以下关于反馈的描述,正确的是（C）A•只有自然控制系统才存在反馈

B.只是一种人为地把输出信号回输到输入端的信息传递方式C•人类简单地行动，如取物，行走等都存在着信息的反馈（4）

不属于开环控制系统优点的是（D）A•构造简单，维护容易存在反馈B.成本比响应的闭环控制系统低C.不存在稳定性问题

D.可根据输出量，随时对输入量进行自动修正•5）

表示系统快速性的性能指标是（C）A•超调量

B.振荡次数

C.调整时间

D.稳态误差6）表示系统平稳性的性能指标是

（A）A•超调量

B.上升时间

C.调整时间

D.稳态误差7）表示系统准确性的性能指标是

（D）A•超调量

B.上升时间

C.调整时间

D.稳态误差8）开环控制系统的控制信号取决于

（A）A•给定的输入信号

B.输出信号

C.反馈信号

D.参考输入信号和反馈信号之差（9）闭环控制系统的控制信号取决于

（D）A•给定的输入信号

B.输出信号

C.反馈信号

D.参考输入信号和反馈信号之差（10）闭环控制系统中，（C）反馈作用A.依输入信号的大小而存在

B.一定不存在

C.必然存在

D.不一定存在2.分析比较开环控制与闭环控制的特征、优缺点和应用场合的不同。答：（1）对于开环控制，系统的输出量不被引回来对系统的控制部分产生影响。优点：无反馈环节，一般结构简单、系统稳定性好、成本低。缺点：当控制过程受到各种扰动因素影响时，将会直接影响输出量，而系统不能自动进

行补偿。特别是当无法预计的扰动因素使输出量产生的偏差超过允许的限度时，

开环控制系统便无法满足技术要求。应用场合：一般应用在输出量和输入量之间的关系固定，且内部参数或外部负载等扰动因素不大，或这些扰动因素产生的误差可以预先确定并能进行补偿的情况下，应尽量采用开环控制系统。（2）对于闭环控制，系统输出量通过反馈环节返回作用于控制部分，形成闭合回路。优点：可以自动进行补偿，抗干扰能力强、精度高。缺点：闭环控制要增加检测、反馈比较、调节器等部件，会使系统复杂、成本提高。而且闭环控制会带来副作用，使系统的稳定性变差，甚至造成不稳定。应用场合：用于输入量与输出量关系为未知，内外扰动对系统影响较并且控制精度要求不高的场合。3•以下例子中，属于闭环控制的有哪几项？（1）蒸汽机的调速器

（2）机器人的手臂的运动控制

（3）抽水马桶

（4）切削过程（5）串联电路的负载效应答：属于闭环控制的有（1）

（2）

（3）4.组成自动控制系统的主要环节有哪些？它们各有什么特点？起什么作用？答：主要环节有：（1）给定元件：由它调节给定信号，以调节输出量的大小。

（2）检测元件：由它检测输出量的大小，并反馈到输入端，此处为热电偶。

（3）比较环节：在此处，反馈信号与给定信号进行叠加，信号的极性以“

+”或“一”表示。（4）放大元件：由于偏差信号一般很小，因此要经过电压放大及功率放大，以驱动执行元件。

（5）执行元件：驱动被控制对象的环节。（6）控制对象：亦称被调对象。（7）反馈环节：由它将输出量引出，再回送到控制部分。5•一龙门刨床速度控制系统如图所示，试画出该系统的原理方框图。6.如图是仓库大门自动控制系统原理示意图。并画出系统方框图。试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理,Au

uk

a

门*比较电路-•放大器触发器-整流器T电动机:JU01

Ut测速发电机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。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，

从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图所示。仓库大门控制系统方框图7•下图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。炉温自动控制系统原理图解加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压

uc的平方成正比，Uc增高，炉温就上升，Uc的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压

Uf。Uf作为系统的反馈电压与给定电压Ur进行比较，得出偏差电压Ue,经电压放大器、功率放大器放大成

Ua后，作为控制电

动机的电枢电压。在正常情况下，炉温等于某个期望值

T°C,热电偶的输出电压Uf正好等于给定电压Ur。此时，Ue二Ur-Uf=0,故g=Ua=0，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使Uc保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。当炉膛温度T°C由于某种原因突然下降（例如炉门打开造成的热量流失），则出现以下的控制过程：控制的结果是使炉膛温度回升，直至

T°C的实际值等于期望值为止。卓