自动控制原理1典型题解（期末复习）

自动控制原理1期末复习大纲和典型题解

1-1 根据题1-15图所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成： (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。

1-3 图1-17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。

图1-17 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?ur?uf?0，故u1?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。

?T?C??uf??ue??u1??ua?????uc??T?C? 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压ur（表征炉温的希望值）。系统方框图见图解1-3。

2-12 试用结构图等效化简求图2-32所示各系统的传递函数

C(s)。 R(s)

解 （a）

所以： （b）

所以：

（c）

所以： （d）

C(s)G1G2G3G4R(s)?1?GG 12?G3G4?G2G3?G1G2G3G4

C(s)G1?G2R(s)?1?G 2H

C(s)G1G2G3R(s)?1?G 1G2?G2G3?G1G2G3

所以：

G1G2G3?G1G4C(s) ?R(s)1?G1G2H1?G2G3H2?G1G2G3?G1G4?G4H2（e）

所以：

G1G2G3C(s) ?G4?R(s)1?G1G2H1?G2H1?G2G3H2