《自动控制基础学习指导及习题详解》薛弘晔主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《自动控制基础学习指导及习题详解》

【作　者】薛弘晔主编

【丛书名】高等学校应用型本科系列教材

【页 数】 130

【出版社】 西安：西安电子科学技术大学出版社 , 2020.08

【ISBN号】978-7-5606-5767-7

【价 格】21.00

【参考文献】 薛弘晔主编. 自动控制基础学习指导及习题详解. 西安：西安电子科学技术大学出版社, 2020.08.

图书封面：

图书目录：

《自动控制基础学习指导及习题详解》内容提要：

本书是为配合由西安电子科技大学出版社出版、薛弘晔等编写的《自动控制基础》教材而编写的学习指导配套用书。全书以教材内容、结构体系、章节顺序编排，对教材中的习题进行了全解，以方便读者参考。本书共分为9章，涵盖了教材中的所有习题。本书适合自动化、电气自动化、机械制造及自动化、机械电子工程、控制工程、机电一体化、新型能源开发与利用、能源动力工程、建筑与环境设备等专业的教师、学生使用，亦可供继续深造考研的学子、工程技术人员等学习参考。

《自动控制基础学习指导及习题详解》内容试读

第1章自动控制基础概论

·1

第1章自动控制基础概论

1.1内容提要

本章从自动控制理论的发展史及自动控制理论与日常生活的相关性入手，详细介绍了自动控制原理的发展历程及应用范围，以自动控制的基本原理和基本分类为主线，对自动控制系统作了宏观介绍，最后给出了对自动控制系统的基本要求和设计原则。

1.1.1基本内容

(1)自动控制技术与理论概述。

(2)自动控制系统的工作原理。

(3)自动控制系统的分类。

(4)自动控制理论概要。

1.1.2基本要求

(1)了解自动控制的基本概念、工作原理。

(2)正确理解自动控制系统的分类，掌握自动控制系统的基本控制方式，即开环控制方式、闭环控制方式、复合控制方式等。

(3)正确理解和分析自动控制系统的一些典型实例。

(4)掌握自动控制系统的基本要求和设计原则。

1.1.3重点难点

1.重点

(1)自动控制系统的基本工作原理、性质和分类。

(2)自动控制系统的基本控制方式，即开环控制方式、闭环控制方式、复合控制方式等。

(3)自动控制系统的基本组成和要求。

2.难点

(1)自动控制系统的基本控制方式。

(2)开环控制、闭环控制、复合控制等方式。

1.2习题与解答

1-1试描述自动控制系统的基本组成，并比较开环控制系统和闭环控制系统的特点。

·2

《自动控制基础》学习指导及习题详解

解自动控制系统的基本组成包括控制装置、被控对象、测量装置。

开环控制系统的特点是：输出不影响输人，信号由输入量至输出量单向传递，一定的输入量对应一定的输出量；结构简单，成本低廉；系统的控制精度取决于系统事先的调整精度；对于工作过程中接收到的扰动或特性参数的变化，无法自动补偿；多用于系统结构参数稳定和扰动信号较弱的场合。

闭环控制系统的特点是：输出影响输入，所以能削弱或抑制干扰；通过对系统参数进行调节，使系统稳定、精确运行：可由低精度元件组成高精度系统。

1-2请说明自动控制系统的基本性能要求。

解自动控制系统的基本性能要求包括稳定性、准确性和快速性。

稳定性：对恒值系统而言，要求当系统接收到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值；而对随动系统而言，被控制量始终跟随参考量而变化。稳定性通常由系统的结构决定，与外界因素无关。系统的稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。

准确性：控制系统的准确性一般用稳态误差来表示。在参考输入信号的作用下，系统达到稳定后的输出与参考输入所要求的期望输出之差叫作稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的输出跟随参考输入的精度越高。

快速性：即对过渡过程的形式和快慢的要求，也称为控制系统的动态性能。系统的快速性主要反映系统对输入信号的变化作出响应的快慢程度。例如稳定高射炮射角随动系统，虽然炮身最终能跟踪目标，但是如果目标变动迅速，而炮身行动迟缓，则抓不住目标。

1-3请给出图1-1所示炉温控制系统的方框图。

☒

热电偶

.220V

图1-1炉温控制系统

解给定电压为1，热电偶测量炉温输出对应的电压为2，两个电压产生的偏差为△，经放大器放大后，电压为u。,该电压加至电动机电枢回路，驱动电动机转动，电动机转速为n1,经减速器，速度减为2，带动机构动作，调压器触头滑动，使加在电阻丝上的电压改变，电阻丝被加热，从而控制炉温。当1<0,电机将向使2减小的方向转动；当1>2时，△>0，电机将向使2增大的方向转动，以实现对炉温的温度调节。

图1-2为炉温控制系统方框图。

。4。

《自动控制基础》学习指导及习题详解

1-5图1-5所示为家用电冰箱温度控制系统示意图，请画出该电冰箱温度控制系统的原理方框图，并说明其工作原理。

电冰箱箱体

冷却管

压缩机

蒸发器

继电器

△u

接触器

温度控制盒

图1-5电冰箱温度控制系统

解受环境温度或电冰箱开门等的影响，当电冰箱内腔的温度T大于给定值T,时，△T

T。一T,>0。温度控制盒测量到偏差信号△T并将其转换为电信号△u,△u通过继电器和接触器启动电动机，从而带动压缩机，压缩机将蒸发器中的高温低压气态制冷剂送入冷却管散热，降温后的低温高压液态制冷剂进入蒸发器，在蒸发器中急速降压扩散为气态，该过程需要吸收周围的热量，即吸收箱体内的热量，使箱体内温度降低，之后压缩机又将蒸发器中的高温低压气态制冷剂送入冷却管散热，如此循环，直至箱体内温度T。=给定值T,使△u=0,电动机和压缩机停止工作。电冰箱温度控制系统的原理方框图如图1一6所示。

环境温度

给定温度T

温度控制盒

继电器

被控量工，

(比较、转换装置)

接触器

电冰箱箱体

温度

控制盒

图1-6电冰箱温度控制系统的原理方框图

1-6图1-7为谷物湿度控制系统示意图。在谷物磨粉生产过程中，磨粉前需控制谷物湿度，以实现出粉量最多。谷物按一定流量通过加水点，加水量由自动阀门控制。加水过程中，谷物流量、加水前谷物湿度及水压都是对谷物湿度的扰动。为提高控制精度，系统中采用了谷物湿度顺馈控制，试画出系统方框图。

第1章自动控制基础概论

·5·

自动阀门

一水源

传输：

谷物流量

装置

湿度

湿度

测量

测量

输出谷物

输人谷物

顺馈

反馈

调节器

图1-7谷物湿度控制系统

解根据题意画出的方框图如图1-8所示。

输入谷物谷物流量

输入谷物

湿度测量

水压

给定湿度

输出谷物

调节器

自动阀门

加水

谷物箱

输出谷物

湿度测量

图1-8谷物湿度控制系统方框图

。6。

《自动控制基础》学习指导及习题详解

第2章控制系统的动态数学模型

2.1内容提要

本章主要介绍了自动控制系统的数学模型，包括微分方程、传递函数、结构图、信号流图及梅逊公式等，还介绍了闭环系统的传递函数及脉冲响应函数这两类特殊的函数。

2.1.1基本内容

(1)基本环节的数学模型。

(2)控制系统的时域数学模型。

(3)控制系统的复数域数学模型。

(4)控制系统分析设计的常用数学模型。

(5)信号流图与梅逊公式。

(6)闭环系统的传递函数。

(7)脉冲响应函数。

2.1.2基本要求

(1)正确理解控制系统时域数学模型的基本概念，了解典型控制系统的微分方程，掌握建立控制系统微分方程的一般步骤和方法。

(2)正确理解控制系统复数域数学模型的定义，了解传递函数的性质和表达形式，理解典型环节的传递函数，掌握时域数学模型与复数域数学模型的转换方法。

(3)正确理解控制系统结构图的构成和绘制方法，熟练掌握结构图的等效变换和简化规则。

(4)正确理解控制系统信号流图的基本组成和术语，信号流图的性质，信号流图和结构图之间的相互转换，掌握信号流图的绘制和化简，熟练应用梅逊公式求系统的传递函数。

(5)理解开环传递函数和闭环传递函数的关系。

(6)理解脉冲响应函数的特殊性。

2.1.3重点难点

1.重点

(1)控制系统典型环节的数学模型，包括时域数学模型和复数域数学模型。

(2)控制系统时域数学模型和复数域数学模型的转换。

(3)控制系统结构图和信号流图的化简，结构图和信号流图的转换，梅逊公式的应用。

···试读结束···