自动控制原理简明教程课后答案Word文件下载.docx
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（5）f（s）=
题2-2解：
（1）f（t）=1+cost+5sint
（2）f（t）=e（cost-4sint）
-4t
1?
t1?
10t1?
10te?
e?
te81819
15?
4t1?
t
（4）f（t）=-?
te
29183311?
4t
（5）f（t）=-?
t?
e
22318
（3）f（t）=
（1?
题2-3解：
a）
r1duc1du?
uc?
rr2dtr2cdt
b）
r2ducrdu11?
2r?
urr1dtr1cr1dtr1c
dt
ducd2urduc）r1r2c1c2duc?
（r1c1?
r1c2?
r2c1?
r1r2c1c2?
r2c1r?
ur22
题2-4解：
a）g（s）=
t2s
（t1=r1c,t2=r2c）
（t1?
t2）s?
b）g（s）=
t2s?
t1t2s2?
（t1?
t3）s?
c）g（s）=（t1=r1c1,t2=r1c2,t3=r2c1,t4=r2c2）2
t1t2s?
t2?
题2-5解：
（图略）题2-6解：
?
（s）?
3s?
3
题2-7解：
a）?
1
ms2?
sf?
k
b）?
g1（s）（1?
g2（s））
g2（s）?
g1（s）g2（s）（g1（s）?
g2（s））g3（s）
g1（s）g3（s）g1（s）?
g1（s）g3（s）?
g2（s）g3（s）
c）?
d）?
e）g（s）=[g1（s）-g2（s）]g3（s）f）?
g1（s）g2（s）g3（s）g4（s）
g1（s）g2（s）?
g3（s）g4（s）?
g2（s）g3（s）?
g1（s）g2（s）g3（s）g4（s）g1（s）g2（s）g3（s）
g1（s）g2（s）g3（s）?
g1（s）g2（s）g3（s）g4（s）
g）?
题2-8解：
k0?
k1c（s）
r（s）ts?
（t?
1）s2?
s?
k0?
k1k0?
n1（s）ts?
1）s?
k1?
sc（s）
3n2（s）ts?
k1c1（s）g1（s）
r1（s）1?
g1（s）g2（s）g3（s）g4（s）c2（s）g2（s）
r2（s）1?
题2-9解：
c1（s）g1（s）g2（s）g4（s）
g1（s）g2（s）g3（s）g4（s）c2（s）g4（s）
kkkc（s）
2123r（s）s?
k1k2k3
题2-10解：
（1）
c（s）k3k4s?
k1k2k3?
g0（s）
n（s）s2?
k4?
s
k1k2
（2）g0（s）?
题2-11解：
e?
l（s）k1k2?
（t2s?
1）z2
1（s）（t1?
1tdtms2?
tms?
1z1
（t1=r1c,t2=r2c,td=la/ra,tm=gdra/375cecm）
【篇二：
自动控制原理习题及答案.doc】
>
1-1根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图
（1）将a，b与c，d用线连接成负反馈状态；
（2）画出系统方框图。
解
（1）负反馈连接方式为：
a?
d，b?
c；
（2）系统方框图如图解1-1所示。
1-2题1-2图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。
题1-2图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。
系统方框图如图解1-2所示。
1-3题1-3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。
题1-3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。
第
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1、p2并1-4题1-4图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p
联后跨接到同一电源e0的两端，其滑臂分别与输入轴和输出轴相联结，组成方位角的给定元件和测量反馈元件。
输入轴由手轮操纵；
输出轴则由直流电动机经减速后带动，电动机采用电枢控制的方式工作。
试分析系统的工作原理，指出系统的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。
题1-4图导弹发射架方位角控制系统原理图
解当导弹发射架的方位角与输入轴方位角一致时，系统处于相对静止状态。
i,1的滑臂转过一个输入角i的瞬间，由于输出轴的转角o当摇动手轮使电位器p
1、p2转换成偏差电压于是出现一个误差角?
i?
o，该误差角通过电位器p
ue?
ui?
uo，ue经放大后驱动电动机转动，在驱动导弹发射架转动的同时，通过输出轴带动电位器p2的滑臂转过一定的角度?
o，直至?
o?
i时，ui?
uo，偏差电压ue?
0，电动机停止转动。
这时，导弹发射架停留在相应的方位角上。
只要?
o，偏差就会产生调节作用，控制的结果是消除偏差?
e，使输出量?
o严格地跟随输入量?
i的变化而变化。
系统方框图如图解1-4所示。
1-5采用离心调速器的蒸汽机转速控制系统如题1-5图所示。
其工作原理是：
当蒸汽机带动负载转动的同时，通过圆锥齿轮带动一对飞锤作水平旋转。
飞锤通过铰链可带动套筒上下滑动，套筒内装有平衡弹簧，套筒上下滑动时可拨动杠杆，杠杆另一端通过连杆调节供汽阀门的开度。
在蒸汽机正常运行时，飞锤旋转所产生的离心力与弹簧的反弹力相平衡，套筒保持某个高度，使阀门处于一个平衡位置。
如果由于负载增大使蒸汽机转速?
下降，则飞锤
因离心力减小而使套筒向下滑动，并通过杠杆增大供汽阀门的开度，从而使蒸汽机的转速回升。
同理，如果由于负载减小使蒸汽机的转速?
增加，则飞锤因离心力增加而使套筒上滑，并通过杠杆减小供汽阀门的开度，迫使蒸汽机转速回落。
这样，离心调速器就能自动地抵制负载变化对转速的影响，使蒸汽机的转速?
保持在某个期望值附近。
指出系统中的被控对象、被控量和给定量，画出系统的方框图。
题1-5图蒸汽机转速自动控制系统
解在本系统中，蒸汽机是被控对象，蒸汽机的转速?
是被控量，给定量是设定的蒸汽机希望转速。
离心调速器感受转速大小并转换成套筒的位移量，经杠杆传调节供汽阀门，控制蒸汽机的转速，从而构成闭环控制系统。
系统方框图如图解1-5所示。
1-6摄像机角位置自动跟踪系统如题1-6图所示。
当光点显示器对准某个方向时，摄像机会自动跟踪并对准这个方向。
试分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量及给定量，画出系统方框图。
题1-6图摄像机角位置随动系统原理图
解控制系统的任务是使摄像机自动跟踪光点显示器指示的方向。
当摄像机方向角与光点显示器指示的方向一致时，?
1，自整角机输出e?
0，交流放大器输出电压u?
0，电动机静止，摄像机保持原来的协调方向。
当光点显示器转过一个角度，?
1时，自整角机输出与失谐角?
1?
2成比例的电压信号（其大小、极性反映了失谐角的幅值和方向），经电位器后变成e，经放大器放大后驱动伺服电动机旋转，并通过减速器带动摄像机跟踪光点显示器的指向，使偏差减小，直到摄像机与光点显示器指向重新达到一致时为止。
测速发电机测量电动机转速，进行速度反馈，用以改善系统性能。
系统中，摄像机是被控对象，摄像机的方向角?
2是被控量，给定量是光点显示器指示的方向角?
1。
系统方框图如图解1-6所示。
1-7题1-7图（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（a），（b）中哪个能保持110v不变，哪个电压会低于110v，为什么
题1-7图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，（a）与（b）的端电压都要下降，但图（a）中所示系统能恢复到110伏而图（b）系统却不能。
理由如下：
图（a）系统,当u低于给定电压时，其偏差电压经放大器k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ij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110伏不变。
图（b）系统，当u低于给定电压时，其偏差电压经放大器k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
【篇三：
《自动控制原理》（李晓秀）习题参考答案】
1-3题系统的控制任务是保持发电机端电压u不变。
当负载恒定发电机的端电压u等于设定值u0时，?
u
0，电动机不动，电位器滑臂
0，
不动，励磁电流if恒定；
当负载改变，发电机的端电压u不等于设定值u0时，?
u经放大器放大后控制电动机转动，电位器滑臂移动动，使得励磁电流if改变，调整发
电机的端电压u，直到u
系统框图为：
1-4题
（1）在炉温控制系统中，输出量为电炉内温度，设为tc；
输入量为给定毫伏信号，设为ur；
扰动输入为电炉的环境温度和自耦调压器输入电压的波动等；
被控对象为电炉；
控制装置有电压放大器、功率放大器、可逆电动机、减速器、调压器等。
u0。
（2）炉温控制系统的任务是使炉内温度值保持不变。
当炉内温度与设定温度相等时，
ur等于uf，即u?
0，可逆电动机电枢电压为0，电动机不转动，调压器滑臂不动，炉温
温度不改变。
若实际温度小于给定温度，u?
ur?
uf?
0，经放大后控制可逆电动机转动使调压器
0，经
滑臂上移，使加热器电压增大，调高炉温；
若实际温度大于给定温度，u?
ur
放大后控制可逆电动机转动使调压器滑臂下移，使加热器电压减小，降低炉温。
使得uf和ur之间的偏差减小甚至消除，实现了温度的自动控制。
1-5题
（1）在水位控制系统中，输出量为水位高度h；
输入量为给定电压ug；
扰动输入为出水量等。
（2）当实际水位高度h为设定高度时，与受浮球控制的电位器滑臂位置对应的uf与给定电压ug相等，电动机不转动，进水阀门维持不变。
若水位下降，电位器滑臂上移，uf增大，偏差?
u?
ug
0，经放大后控制电动机逆转调大进水阀门，加大进水量使水位
0，经放大后控制
升高；
若水位升高降，电位器滑臂下移，uf减小，偏差?
电动机正转调小进水阀门，减小进水量使水位下降，实现了水位的自动控制。
第2章习题答案
2-1题
a）b）
2-2题
（rc1?
r2c）
duc（t）du（t）
uc（t）?
r2cr?
ur（t）dtdt
duc（t）du（t）111?
（?
）uc（t）?
r?
ur（t）dtr2crcdtrc11
df
12.65?
1.1y1.1?
3.03
y?
0.25dy?
f?
3.03?
y
2-3题
dq11
0.002?
dh20?
2.253
11q?
0.003?
（h?
2.25）?
0.0015?
h
33
2-4题
1fs
x（s）k2
a）c
xr（s）（?
）fs?
1k1k2
f1f
1）（2s?
1）
x（s）k1k2
b）cxr（s）（s?
1）（s?
k1k2k1
（
2-5题
a）
uc（s）r2c1c2s?
c1
ur（s）（r1?
r2）c1c2s?
c1?
c2
uc（s）ls?
r2
2
ur（s）r1lcs?
（r1r2c?
l）s?
r1?
uc（s）rc11r2c2s?
（rc11?
r2c2）s?
1c）?
ur（s）r1lcc12s?
（r1r2cc12?
lc2）s?
r2c2?
rc12）s?
12uc（s）rc11r2c2s?
1d）?
2ur（s）r1r2ccs?
（rc?
rc?
rc）s?
112112212
2-6题a）
uc（s）（rcs?
1）（r0c0s?
121
ur（s）r0c0c1s?
2r0c1suc（s）
rcs?
1ur（s）
c）2-7题a）
uc（s）r（rcs?
211
ur（s）r0（r1?
r2）c1s?
1g（1?
g2）c（s）
r（s）1?
g2?
gg12c（s）g1?
g2
g2g3
ggc（s）12g3
g4r（s）1?
ggh?
gh?
ggh12121232
c）
2-8题
解由微分方程组建立系统结构图为
传递函数
k2k3k4?
k1k2k3k4c（s）
（k2k3k4?
k3t?
k3?
k1k2k3k4?
k3k4k5
2-9题
解由有源电路建立系统结构图为
uc（s）k（t2s?
ur（s）（ts?
1）（ts?
k（ts?
1）132
其中，k?
2-10题
r3
t1?
r0c1,t2?
r2c2,t3?
r3c3r0c2
g?
ggc（s）gg
12323r（s）1?
gg12g3
g3?
g2g3c（s）
n（s）1?
2-11题
作信号流图略
p?
ggc（s）p12?
g1?
g1h1
11223344?
r（s）?
g1h1?
gg12h2?
g1h2
gg）?
c（s）p12?
g（13?
gh22
1122?
ghgh?
ghgh2233123112222
c（s）p
11223344
g3g4g5?
gg14g5?
g3g4g2（1?
g5）?
gg14g2（1?
g4?
g5?
g3g4g5g6?
gg13g4g5?
g3g5?
gg15?
g4g5
d）
2ggc（s）p12
3gg12
2-12题
gg?
c（s）p12g3?
g3g4（1?
g1h1）?
g3h2?
ggghh?
ghgh1231211321?
g4g3h1h2?
e（s）p
gg12g3h1h2?
g1h1g3h2
2-13题
112233
2-14题
gg12g3g4?
g3g4g5?
gg16（1?
g3h2）
g1h2?
gg12g3g4h3?
g3g4g5h3?
gg16h3?
g1h1g3h2?
gg16h3g3h2
c（s）p50（1?
0.5）?
20（1?
10）295?
15.13r（s）?
10?
0.5?
0.519.5?
c（s）pabcd?
ed（1?
bg）
af?
bg?
ch?
efgh?
afch
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