自动控制第二次作业.doc

图P1-2为仓库大门自动控制系统。试说明自动控制大门开启和关闭的工作原理。如果大门不能全开或全关，则怎样进行调整？

图P1-2 仓库大门控制系统
解答：
（1） 仓库大门自动控制系统方框图：
实际位置

开（关）
门位置

电位器

放大器

电动机

绞盘

大门

（2）工作原理：控制系统的控制任务是通过开门开关控制仓库大门的开启与关闭。开门开关或关门开关合上时，对应电位器上的电压，为给定电压，即给定量。仓库大门处于开启或关闭位置与检测电位器上的电压相对应，门的位置是被控量。
当大门所处的位置对应电位器上的电压与开门（或关门）开关合上时对应电位器上的电压相同时，电动机不动，控制绞盘处于一定的位置，大门保持在希望的位置上，如果仓库大门原来处于关门位置，当开门开关合上时，关门开关对应打开，两个电位器的电位差通过放大器放大后控制电动机转动，电动机带动绞盘转动将仓库大门提升，直到仓库大门处于希望的开门位置，此时放大器的输入为0，放大器的输出也可能为0。电动机绞盘不动，大门保持在希望的开门位置不变。反之，则关闭仓库大门。

2-1 试求出图P2-1中各电路的传递函数。

图P2-1
解：（a）解法1：首先将上图转换为复阻抗图，

由欧姆定律得：
I(s)=(Ur-Uc)/(R+Ls)
由此得结构图：

Uc=I(s)(1/Cs)
由此得结构图：

整个系统结构图如下：

根据系统结构图可以求得传递函数为：
WB(s)=Uc/Ur=[[1/(R+Ls)](1/Cs)]/[ 1+[1/(R+Ls)](1/Cs)]
=1/[LCs2+RCs+1]=1/[TLTCs2+TCs+1]
其中：TL=L/R; TC=RC
解法2：由复阻抗图得到：

所以：
解：（b）解法1：首先将上图转换为复阻抗图，

根据电路分流公式如下：

同理：
其中： 代入中，则

所以：

2-2 试求出图P2-2中各有源网络的传递函数。

图P2-2
解：（a）
其中： 其中：、
所以：
解：（b）如图：
将滑动电阻分为和，

，，其中
所以：
解：（c）解法与（b）相同。