胡寿松《自动控制原理》第五版课后习题答案详解

自动控制原理是工程领域中的核心课程，主要探讨如何设计和分析系统，使其能自动调节和优化其行为以达到预设目标。胡寿松版第五版教材的课后习题答案提供了对关键概念的深入理解。以下是部分习题解答： 1. **基本术语解析**： - **自动控制系统**：包括控制装置和受控对象，用于实现自动控制任务，如工业生产过程、机器人操作等。 - **受控对象**：指需要控制的对象，如生产设备或过程，其输出需按照预定要求进行调整。 - **扰动**：对系统运行造成影响的外部或内部信号，可能影响输出结果。 - **给定值**：期望的输出值，相当于控制目标，是参考输入的一部分。 - **参考输入**：控制系统的设定值，通常与给定值相等，反映期望的输出状态。 - **反馈**：将系统输出与参考输入进行比较，用于调整控制过程的机制。 2. **系统组成部分**： - **被控对象**：控制活动的目标，如温度、压力等。 - **执行部件**：如阀门、电机，根据控制信号改变对象的状态。 - **给定元件**：提供期望输出的信号源。 - **比较元件**：检测实际输出与给定值的差异。 - **测量反馈元件**：如传感器，将非电量转化为电信号。 - **放大元件**：处理偏差信号，驱动执行部件。 - **校正元件**：改善系统性能的附加组件，可能采用线性或非线性补偿。 3. **控制系统类型及其优缺点**： - **反馈控制系统（闭环控制系统）**：具有反馈通道，能持续纠正误差，优点是控制精度高，但缺点是系统复杂、设计复杂度增加和成本较高。 - **开环控制系统**：没有反馈环节，结构简单，但控制精度依赖于初始设定，容易受到扰动影响。 4. **基本性能要求**： - **稳定性**：系统在面对干扰时能保持输出稳定，不产生振荡。 - **准确性**：系统的输出值接近或等于给定值。 - **快速响应**：系统对变化的输入能迅速做出反应。 - **抗干扰能力**：系统能在存在扰动时保持正常功能。 - **可靠性**：长期运行下，系统应少故障、低维护需求。 掌握这些概念和术语有助于深入理解自动控制原理，对设计和分析实际控制系统具有重要意义。