简述反馈控制系统的工作原理

柴油发电机组控系统工作原理

作者：作者：LIXISELIXISE

柴油发电机组控制系统工作原理和算法是相当的复杂，每个电路的设计都

有其特定的算法来予以实现。柴油发电机组的控制器系统犹如发电机组的心脏，

智能控制系统的使用大大提高了柴油发电机组的运行，保障了柴油发电机组的稳

定工作，那么控制系统是通过何种原理和算法来实现呢？柴油发电机组的控制部

分，数字式励磁控制器较传统的模拟电路励磁控制器具有精度高，反应快，控

制算法适应性强，对于不同特性的电机只要通过调整程序参数就能适应，甚至可

以实现更高端的自适应智能控制算法等优点。

一、数字励磁控制器软件实现与算法研究

主要是对数字式励磁控制器的软件和所采用的控制算法进行论述。首先对数

字励磁控制器的主程序进行设计，然后对电量参数采集算法和智能励磁控制算

法进行研究，并在ＣＰＵ上进行实现。为了实现精确的数字励磁控制，需要

得到实时、精确的电量数据，而要获得实时、精确的电量数据，则需要采用交流采样方法，并推导出交流采样下各个电量的计算公式，最终编写计算出电量

数据的算法程序。交流采样是按一定的规律对被测信号的瞬时值进行采样，再

按照一定的数学算法求出被测电量参数的测量方法。下面给出交流电压，交流

电流，有功功率，无功功率，功率因素的各种算法中的离散公式。

二、数字式励磁控制器总体设计方案

工作电源：由于微处理器的工作电源要求，我们需要一个５Ｖ的稳定直流

电源，信号调理电路的运算电路的供电需要一组±１２Ｖ的直流电源，另外，开

关量输出需要驱动继电器，所以需要一个＋２４Ｖ的直流电源，为此我们需要

设计一个电源转化模块得到系统正常工作所需的三组ＤＣ电源。

三、交流采样锁相环电路

要进行交流采样，通常需要进行同步采样，目前交流采样方式主要有硬件

同步采样、软件同步采样和异步采样三种。硬件同步由硬件同步电路向ＣＰＵ

提出中断实现同步。硬件同步电路有多种形式，常见的如锁相环同步电路等。

硬件同步采样法是由专门的硬件电路产生同步于被测信号的采样脉冲。它能克服

习 题

1-1 什么是自动控制？什么是自动控制系统？

1-2 试比较开环控制和闭环控制的优缺点。

1-3 自动控制系统有哪些基本组成元件？这些元件的功能是什么？

1-4 简述反馈控制系统的基本原理。

1-5 简述对自动控制系统基本要求。

1-6 试举几个日常生活中的开环和闭环控制系统的实例，并说明它们的工作原理。

1-7 液位自动控制系统如图1-19（a）所示，试说明系统工作原理。若将系统的结构改为图1-19（b）图，对系统工作有何影响？

(a) (b)

图1-19 习题1-7

1-8 家用电冰箱的恒温控制系统如图1-20所示，试画出系统原理框图。

M冷却器压缩机继电器蒸发器控制器冰箱K△Uua

图1-20 习题1-8

1-9 某仓库大门自动控制系统的原理如图1-21所示，试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理，并画出系统原理框图。

1-10 导弹发射架方位随动控制系统如图1-22所示，试说明系统工作原理，并画出系统原理框图。

图1-20 习题1-8

nUfUcUaUrθ

图1-21 习题1-10

习 题

2-1 试建立如图2-39所示电路的微分方程。

2R1R1C)(tuc)(tur2CRC)(tuc)(tur（b）（a）CR

图2-39 习题2-1

2-2求下列函数的拉普拉斯逆变换。

（1）)3)(2(1)(ssssF

（2）)3()2(1)(3ssssF

（3）)22(1)(2sssssF

2-3设系统传递函数为)2)(1(2)()(sssRsC，初始条件1)0(c，0)0(c，试求单位阶跃信号作用时，系统输出响应)(tc。

2-4若某系统在单位阶跃输入信号时，零初始条件下的输出响应tteetc21)(，试求系统的传递函数。

2-5使用复阻抗法写出如图2-40所示有源电路的传递函数。

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BOG压缩机的工作原理及其工作系统简述

作者：张志仓

来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第10期

【摘要】文章对液化天然气接收站BOG压缩机的工作原理进行了阐述，对其各个工作系统的工作原理、组成部分以及重要参数和操作要点分别做了介绍。

【关键词】LNG BOG 压缩机 工作系统

1 BOG压缩机的工作原理

压缩机由电动机通过挠性联轴器驱动，电机转子直接带动压缩机的曲轴旋转，然后由连杆和十字头将曲轴的旋转运动变成活塞的往复直线运动。 本机气缸为双作用，即盖侧和轴侧都有相应的工作腔。以盖侧为例，当活塞由盖侧始点位置向轴侧开始运动时，盖侧容积变大，腔内残留气体膨胀，压力下降，与进气腔内压力产生压力差，当压力差大于吸气阀弹簧力时，吸气阀打开。随着活塞继续向轴侧运动，将气体吸入缸内，活塞到达内止点时吸气完毕。随后活塞又从轴侧位置向盖侧方向返回移动，此时吸气阀关闭，随着活塞的继续移动，缸内容积不断变小，已吸入的气体受到压缩，压力逐步升高。当缸内压力高于排气腔内压力且压力差大于排气阀弹簧力时，排气阀打开，缸内已被压缩的气体开始排出。当活塞返回到外止点（盖侧始点位置）时，排气完毕。 至此完成了一个工作循环。轴侧工作腔的工作原理与此相同，但有180°的相位差（即当气缸轴侧吸气时盖侧排气； 轴侧排气时盖侧吸气）。由于活塞不断地作往复运动，使气缸内交替发生气体的膨胀吸入和压缩排出过程，从而获得连续脉动的压缩气源。

2 工作系统

BOG压缩机的工作系统主要由以下几个部分组成：气路系统、水路系统、循环润滑油系统、填料充氮保护系统、气量调节系统以及仪控保护系统组成，他们是个有机的结合体而不是随意的组合，只有上述各个系统连续、平稳、高效的运行才能保证BOG压缩机连续、平稳、高效的工作。下面分别对每个系统进行叙述。

一、简答题

1. 被控对象、被控量、干扰各是什么？

答：对象：需进行控制的设备或装置的工作进程。

被控量：被控对此昂输出需按控制要求变化的物理量。

干扰：对生产过程产生扰动，使被控量偏离给定值的变量。

2. 按给定信号分类，控制系统可分为哪些类型？

答：恒值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。

3. 什么是系统的静态？

答：被控量不随时间改变的平衡状态。

4. 什么是系统的动态？

答：被控量随时间变化的不平衡状态。

5. 什么是系统的静态特性？

答：系统再平衡状态下输出信号与输入信号的关系。

6. 什么是系统的动态特性？

答：以时间为自变量，动态系统中各变量变化的大小、趋势以及相互依赖的关系。

7. 控制系统分析中，常用的输入信号有哪些？

答：阶跃、斜坡、抛物线、脉冲。

8. （3次）传递函数是如何定义的？

答：线性定常系统在零初始条件下输出响应量的拉氏变换与输入激励量的拉氏变换之比。

9. 系统稳定的基本条件是什么？

答：系统的所有特征根必须具有负的实部的实部小于零。

10. 以过渡过程形式表示的质量指标有哪些？

答：峰值时间tp、超调量δ%、衰减比nd、调节时间ts、稳态误差ess。

11. 简述典型输入信号的选用原因。

答：①易于产生；②方便利用线性叠加原理；③形式简单。

12. 什么是系统的数学模型？

答：系统的输出参数对输入参数的响应的数学表达式。

13. 信号流图中，支路、闭通路各是什么？

答：支路：连接两节点的定向线段，其中的箭头表示信号的传送方向。

闭通路：通路的终点就是通路的起点，且与其他节点相交不多于一次。

14. 误差性能指标有哪些？

答：IAE，ITAE，ISE，ITSE

二、填空题

1. 反馈系统又称偏差控制，起控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。

2. 复合控制有两种基本形式，即按参考输入的前馈复合控制和按扰动输入的前馈复合控制。

3. 某系统的单位脉冲响应为g(t)=10e-0.2t+5e-0.5t，则该系统的传递函数G(s)为ssss5.052.010。