现代控制原理第二章课后答案.pdf

第二章被控对象的数学模型

第一章自动控制系统基本概念

1.简述被控对象、被控变量、操纵变量、扰动(干扰)量、设定(给

定)值和偏差的含义？

答:自动控制系统中常用的几个术语其含义是：

被控对象自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。

被控变量被控对象内要求保持设定数值的工艺参数。

操纵变量受控制器操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料

量或能量。

扰动量：除操纵变量外，作用于被控对象并引起被控变量变化的因素。

设定值：被控变量的预定值。

偏差：被控变量的设定值与实际值之差。

2.自动控制系统按其基本结构形式可分为几类?其中闭环控制系

统中按设定值的不同形式又可分为几种?简述每种形式的基本含义。

答:自动控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统。

闭环自动控制是指控制器与被控对象之间既有倾向控制又有反向联系的自动控制。如图1—

1(a)即是一个闭环自动控制。图中控制器接受检测元件及变送器送来的测量信号，并与设定

值相比较得到偏差信号，再根据偏差的大小和方向，调整蒸汽阀门的开度，改变蒸汽流量，

使热物科出口温度回到设定值上。从图l—1(b)所示的控制系统方块图可以清楚看出，操纵

变量(蒸汽流量)通过被控对象去影响被控变量，而被控变量又通过自动控制装置去影响操纵

变量。从信号传递关系上看，构成了一个闭合回路。

在闭环控制系统中，按照没定值的不同形式又可分为：(1)定值控制系统

定值控制系统是指设定值恒定不变的控制系统。定值控制系统的作用是

克服扰动对被控变量的影响，使被控变量最终回到设定值或其附近。以

后无特殊说明控制系统均指定值控制系统而言。(2)随动控制系统随动

控制系统的设定值是不断变化的。随动控制系统的作用是使被控变量能

够尽快地、准确无误地跟踪设定值的变化而变化。

(a)(b)

图1-1闭环自动控制基本结构

(3)程序控制系统程序控制系统的设定值也是变化的，但它是一个

已知的时间函数,即设定值按一定的时间程序变化。

开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反

向联系的自动控制系统。即操纵变量通过被控对象去影响被控变量，但

被控变量并不通过自动控制装置去影响操纵变量。从信号传递关系上

看，未构成闭合回路。

开环控制系统分为两种，一种按设定值进行控制，如图1-2(a)所示。

这种控制方式的操纵变量(蒸汽流星)与设定值保持一定的函数关系，当

设定值变化时、操纵变量随其变化进而改变被控变量。另一种是按扰动

进行控制，即所谓前馈控制系统，如图1-2(b)所示。这种控制方式是通

过对扰动情号的测量，根据其变化情况产生相应控制作用。进而改变被

控变量。

开环控制系统不能自动地觉察被控变量的变化情况，也不能判断操

纵变量的校正作