《自动控制原理》课后习题详解与系统方框图

《自动控制原理（第二版）》是一本涵盖了自动控制基本概念和实践应用的教材，该书提供了一系列课后习题及其详细答案，旨在帮助读者深入理解和掌握自动控制理论。章节一主要介绍了自动控制的一般概念，通过实际例子来阐述控制系统的构成和工作原理。 1-1 题目要求根据电动机速度控制系统的原理图，构建负反馈路径并绘制系统方框图。负反馈设计是控制系统的关键，通过将输入信号与输出信号相连接，确保系统的稳定性。在这个案例中，通过连接电机的速度信号d与目标速度信号a形成一个反馈回路，同时连接另一个电机的速度信号c与设定速度信号b也形成类似的反馈。系统方框图展示了这些信号的流动路径和关键组件，如放大器、伺服电动机等，它们共同构成了闭环控制系统。 1-2 仓库大门自动控制系统利用电桥检测门的位置偏差，并通过放大器驱动伺服电动机来调整门的位置，直到达到预设的开启或关闭位置。这个系统体现了传感器-控制器-执行器的典型结构，通过比较实际门位和设定值，实现远程控制。 1-3 工业炉温自动控制系统中，被控对象是加热炉，被控量是炉温，给定量则是设定的期望温度。通过热电偶测量实际炉温并与设定值进行比较，偏差电压驱动可逆直流电动机调整调压器电压，进而调节加热器的功率输出，维持炉温稳定。当炉温偏离期望值时，系统会自动调节以恢复平衡。 这些习题和答案不仅锻炼了读者对理论知识的理解，还强调了在实际工程中的应用，使学生能够将理论与实践相结合，提升解决实际问题的能力。通过解答这些问题，学习者能更好地理解自动控制系统的各个环节，包括信号处理、反馈机制、执行机构的选择以及控制策略的设计。