ME369课后作业 1# Fall 2015 提交截止日期:2015-09-30(周三) 学号: 姓名: 第一题图(a、(b)是液面高度控制系统,运行中希望液面高度h保持不变. (1)试说明各系统的工作原理; (2)画出各系统方块图,并说明被控对象、给定量、被控量、干扰量是什么? (3)用水流量Q2变化时,各系统能否使液体面高度保持不变?试从原理上说明, 用水开关 用水开关 (a) (b) 包 I)通过设定电位计将给定液面高度设定为对应的W,而被控制对象的水箱的实际 液面高度h由浮子随动检出,并通过反馈电位计成为对应的s 2)当实际液面高度h大于给定液面高度h,则u>w△u=ur山>0,经放大器放大后 驱动执行电机,经减速器传动减小进水阀门开度,使Q,减小,从而使实际液面高度山减 小。 3)当实际液面高度h小于给定液面高度o,则,<p△u=ur山<0,经放大器放大后 驱动执行电机,经减速器传动增大进水阀门开度,使Q增大,从而使实际液面高度增 加。 4)当实际液面高度h=给定液面高度,则u,=up△=W一山=0,放大器输入为零,执行 电机不转动,进水阀门开度不变,Q不变,此时,21=2 用水 阁门 干扰量Q: 控制树象 给定量 设定 Au 电压、功率 执行 速器 进水 被控量 放大器 电机 水箱 液面高度(ho 电位计 阀门 反馈电位计 浮子 液面高度(h) ?给定液面高度h伽设定,平衡时Q1=Q2,本图中u与Q2无关,故Q2变化时, 最终稳定在这个hu对应的液位
1 ME369 课后作业 1# Fall 2015 提交截止日期: 2015-09-30(周三) 学号: 姓名: 第一题图(a)、(b)是液面高度控制系统,运行中希望液面高度 h 保持不变. (1)试说明各系统的工作原理; (2)画出各系统方块图,并说明被控对象、给定量、被控量、干扰量是什么? (3)用水流量 Q2 变化时,各系统能否使液体面高度保持不变?试从原理上说明. (a) (b) (a) 1)通过设定电位计将给定液面高度 h0设定为对应的 ur,而被控制对象的水箱的实际 液面高度 h 由浮子随动检出,并通过反馈电位计成为对应的 uf. 2)当实际液面高度 h 大于给定液面高度 h0,则 ur>uf,∆u=ur-uf >0, 经放大器放大后 驱动执行电机,经减速器传动减小进水阀门开度,使 Q1减小,从而使实际液面高度 h 减 小。 3)当实际液面高度 h 小于给定液面高度 h0,则 ur<uf,∆u=ur-uf <0, 经放大器放大后 驱动执行电机,经减速器传动增大进水阀门开度,使 Q1增大,从而使实际液面高度 h 增 加。 4)当实际液面高度 h=给定液面高度 h0,则 ur=uf,∆u=ur-uf =0,放大器输入为零,执行 电机不转动,进水阀门开度不变,Q1不变, 此时,Q1 =Q2 ?给定液面高度 h0设定,平衡时 Q1 =Q2 ,本图中 h0与 Q2 无关,故 Q2 变化时, 最终稳定在这个 h0对应的液位
第二题如图一大门开关自动控制系统,试说明工作原理并画出系统方块图. 纹盘 文字略,格式参见第一题 开门位置 关门位置。 设定电位计 电压、功率 执行 设定位置 放大器 实际位置 (ho) 2 (h) 反馈电位计 【续第一题】 (b) 1)被控制对象的水箱的实际液面高度由浮子随动检出,传给杠杆 2)当实际液面高度h大于给定液面高度,通过杠杆的比较放大作用,减小进水阀 门开度,使Q减小,从而使实际液面高度减小。 3)当实际液面高度h小于给定液面高度,通过杠杆的比较放大作用,增大进水阀 门开度,使Q增大,从而使实际液面高度h增大。 4)当实际液面高度h=给定液面高度o,杠杆处于平衡位置,进水阀门开度不变,Q 不变。此时Q1=Q2 用水 阀门 Q:干扰量 设定量 控制对象 进水 被控量 液面高度(ho) 水箱 阀门 杠杆 浮子 液面高度() ?给定液面高度ho设定,平衡时21=22,而系统中Q1与液面高度h有唯一的对 应关系.当Q2变时,稳定后,将停在Q2对应的位置
2 第二题 如图一大门开关自动控制系统,试说明工作原理并画出系统方块图. 文字略,格式参见第一题 【续第一题】 (b) 1)被控制对象的水箱的实际液面高度 h 由浮子随动检出,传给杠杆 2)当实际液面高度 h 大于给定液面高度 h0,通过杠杆的比较放大作用,减小进水阀 门开度,使 Q1减小,从而使实际液面高度 h 减小。 3)当实际液面高度 h 小于给定液面高度 h0,通过杠杆的比较放大作用,增大进水阀 门开度,使 Q1增大,从而使实际液面高度 h 增大。 4)当实际液面高度 h=给定液面高度 h0,杠杆处于平衡位置,进水阀门开度不变,Q1 不变。此时 Q1 =Q2 ?给定液面高度 h0设定,平衡时 Q1 =Q2 ,而系统中 Q1 与液面高度 h 有唯一的对 应关系. 当 Q2 变时,稳定后,将停在 Q2 对应的位置
第三题如图(a)、(b)二个系统,分别求它们关于独立变量)的运动方程 (EOM) 00 ①四 2k no slip 835SS5S3SSSS53S535355S335SS (a) (b) ②L:m成-文-g ②M呢、蹈 叭ntxo E©=(-t-以-UR 正一ten股-nR2 塘妹。风=欢浪整,在亲 ③Eomn光+文=o 3
3 第三题如图(a)、(b)二个系统,分别求它们关于独立变量 xt() 的运动方程 (EOM) (a) (b)