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本书根据历年考研大纲要求并结合历年考研真题对该题型进行了整理编写，涵盖了这一考研科目该题型常考试题及重点试题并给出了参考答案，针对性强，考研复习首选资料。
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一、2021年同济大学中德学院825自动控制原理考研核心题库之简答题精编
1．某工业过程温度控制系统如图所示，电位器上设定的电压是系统的输入量，箱体内液体的实际温度为输出量，插入箱体内的热电偶的输出与成正比。试分析该系统的工作原理并画
出方框图。
图
【答案】系统中，电压为设定输入，它与设定温度成正比。热电偶的输出，经过放大后得到电压，与液体的实际温度成正比，调节放大系数，保证两者具有相同的比例。
为误差信号，反映设定温度与实际温度的偏差情况。误差放大后作为线圈的输入电
压。在的作用下，线圈中产生一个与电流成正比的作用力，该力作用在线圈铁芯上，控制蒸汽阀门的位置z，而阀门位置控制进入箱体内加热蛇形管的蒸汽流量q，而蒸汽流量q与箱体中液体的温度成正比。总之，系统中通过误差信号控制蒸汽流量q，从而控制液体温度。系方框图如图所示。
图
2．下图1所示的自动平衡仪表，实质上是一个电压—位置随动系统，试画出系统的控制方框图。
图1
【答案】(1)工作原理：闭环控制方式。
当输入电压为零时，电位器调整在，记录仪指针位于零位，电动机不动。当输入
上升趋于某工作点时，电动机随之转动并带动电位器电刷和记录仪指针同步移动，直至反馈电压，此时电动机停转，记录仪指针指在的位置。当输入电压在工作点附近上下波动时，
与的偏差电压会通过放大器驱动电动机随之转动，带动仪表指针向要求的位置移动。当
时，系统达到新的平衡状态，电动机停转，从而实现电压自动跟踪记录的目的。
(2)被控对象是电动机，被控量是电动机输出转角(产生电位器电刷位置和仪表指针位置)，给定量是现场输入电压。
系统的方框图如图2所示。
图2
3．下图1所示自动调速系统。
(1)分析(a)与(b)的工作原理，画出功能方框图。
(2)假设空载时，(a)与(b)的工作机械转速均为，当工作机械受到同样大的负载阻力矩时，哪个系统能保持输出转速不变？
图1
【答案】对于题图(a)：
(1)工作原理：闭环控制方式。
在电动机D稳定的输出转速下，系统带上负载后，输出的转速会下降。测速发电机cs会将输出转速的变化反馈到输入端与给定值进行比较，当偏差加大时，其偏差电压会直接经放大器放大使发电机的激磁电流增大，从而使发电机F的端电压增大，致使电动机D的转速回升，从而使偏差电压减小，但偏差电压始终不能为零，因为若偏差电压为零时，励磁电流也会为零，发电机F 将不能工作，所以保持一定的偏差电压是维持控制作用的基础。因此，当空载时的工作机械转速为时，带上负载后自动调速输出转速会低于。该系统称为有差系统。
(2)被控对象是电动机D，被控量是电动机输出转速，给定量是电位器设定的输入电压。主扰动是负载阻力矩。
系统的方框图如下图2所示。
图2
对于题图(b):
(1)工作原理：闭环控制方式。
系统带上负载后，输出的转速会下降，测速发电机cs会将输出转速的变化反馈到输入端与给定值进行比较，当反馈电压低于给定电压时，其偏差电压会被自动检测出来并经放大器放大使伺服电机转动，带动电位器电刷移动，使发电机F的激磁电流增大，从而使发电机F的端电压增大，致使电动机的转速回升，从而使偏差电压减小，直至偏差电压减小为零，此时伺服电机停转，电动机的转速保持在指定数值。因此，当空载时的工作机械转速为时，带上负载后自动调速系统能保持输出转速不变。该系统称为无差系统。
(2)被控对象是电动机，被控量是电动机输出转速，给定量是电位器设定的输入电压。主扰动是负载阻力矩。
系统的方框图如下图3所示。