第1章　自动控制系统的基本概念1．如图1-1所示的机电系统中，为输入电压；y （t ）为输出位置，分别为电磁线圈的电阻与电感；m
为衔铁的质量；k 为弹簧的弹性系数；b 为阻尼器的阻尼系数；放大器的增益为。

假设电磁线圈对衔铁m
产生的作用力为；电磁线圈的反电动势为。

画出系统的原理方框图，并简要说明其工作原理。

[西安交通大
学研]
图1-1
解：系统的原理方框图如图1-2所示。

工作原理：该系统为一按偏差调节的负反馈控制系统。

当衔铁输出位置高于或低于给定值时，不为0，此时偏差信号经放大器至电磁线圈，产生正向或负向电磁作用力，调整衔铁的位置，使之与给定值相同后并保持无偏差状态。

图1-2
2．图1-3所示为一个液位控制系统的原理图，试画出该控制系统的原理方框图，简要说明其工作原理，并指出该控制系统的输入量，输出量及扰动量。

[西安交通大学研]
图1-3
解：
系统的原理方框图如图1-4所示。

工作原理：该系统为一按偏差调节的反馈控制系统。

当液位高度与给定液位产生偏差时，偏差信号由控制器使直流电机正转或反转，从而调大或关小阀门，使液位高度与给定液位保持一致。

系统输入量为给定液位；系统输出量为液位高度（水箱）；系统干扰量为水箱出口阀门开度。

图1-4
3．水箱系统及其方框图如图1-5所示。

出水流量
由水箱的实际水位h 决定。

当水位达到一定高度，使
等于进水流量时，水位就保持平衡。

试分析（要求简单地说明理
由）：
（
1）出水流量对水箱水位构成何种作用?（2）系统是否可以称为闭环控制系统?[上海交通大学研]
图1-5解：出水流量对水箱水位是一种扰动（干扰）作用，出水流量大，水箱水位低，出水流量小水箱水位高。

根据题目的方框图，系统有反馈信号即出水流量
和进水流量比较，采用某种控制手段使保持相等，从而维持水箱水位的平衡，所以系统可以称为闭环控制系统。