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1-2 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,电动机反转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。系统方框图如下图所示。
1-4 题1-4图为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热,从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方块图,并说明为了保持热水温度为期望值,系统是如何工作的?系统的被控对象和控制装置各是什么?
题1-4图 水温控制系统原理图
解 工作原理:温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温,并在温度控制器中与给定温度相比较,若低于给定温度,其偏差值使蒸汽阀门开大,进入热交换器的蒸汽量加大,热水温度升高,直至偏差为零。如果由于某种原因,冷水流量加大,则流量值由流量计测得,通过温度控制器,开大阀门,使蒸汽量增加,提前进行控制,实现按冷水流量进行顺馈补偿,保证热交换器出口的水温不发生大的波动。
其中,热交换器是被控对象,实际热水温度为被控量,给定量(希望温度)在控制器1
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中设定;冷水流量是干扰量。
系统方块图如下图所示。这是一个按干扰补偿的复合控制系统。
1-5 题1-5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、被控量及各部件的作用,画出系统方框图。
题1-5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。
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)。系统方框图见下图。
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注意:方框图中被控对象和被控量放在最右边,检测的是被控量,非被控对象.
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