气动控制基础知识修订稿
气动控制基础知识公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
可靠性工程研究院气动基础知识考核试卷
部门：姓名：日期：分数：
一、填空题
1.气动技术是以（压缩）空气作为工作介质，是气动执行元件和控制元件的工业实现和应用。
2.执行元件是以压缩空气为工作介质，并将压缩空气的气压能转变为机械能的能量转
换装置。
3.表示单电控两位五通阀。
4.表示双作用气缸。
5.气动三联件中的空气过滤器的作用是滤去空气中的灰尘、杂质并将空气中水分的分离
出来。
6.气动系统对压缩空气的主要要求是具有一定压力和流量，并具有一定的净化程度。
7.空气过滤器、减压阀和
油雾器一起称为气动三联件，是多数气动设备必不可少的气源
装置。
8.气动系统因使用的功率都不大，所以主要的调速方法是节流调速。
9.压力的基本单位为Pa。
10.单向阀的图形符号是。
二、判断题
1.由空气压缩机产生的压缩空气，一般不能直接用于气压系统。( √ )
2.快速排气阀的作用是将气缸中的气体经过管路由换向阀的排气口排出的。( × )
3.气动三大件是气动元件及气动系统使用压缩空气质量的最后保证。其安装次序依进气方向为
减压阀、空气过滤器、油雾器。（×）
4.空气过滤器又名分水滤气器、空气滤清器，它的作用是滤除压缩空气中的水分、油滴及杂
质，以达到气动系统所要求的净化程度, 它属于二次过滤器。( √ )
2
5. 消声器的作用是排除压缩气体高速通过气动元件排到大气时产生的刺耳噪声污染。（ √ ）
6. 是气源处理三联件的简化图形符号。( √ )
7. 表示两位两通阀。（ × ）
8. 气压传动能够实现精确定位，且能源便宜，因此在自动化领域应用广泛。（ × ）
9. 阀瓣（阀）的符号表示方法 ：b/a ：“ a ”位，“b ”通阀。( √ )
10. 在一定空气压力下，逐渐降低空气的温度，当空气中所含水蒸气达到饱和状态，开始凝结成
水滴时的温度叫做该空气在该空气压力下的露点温度。( √ )
三、 选择题
1. 真空度是指__ __C_____。
A 、绝对压力和相对压力的差值
B 、当绝对压力低于大气压力时，此绝对压力就是真空度
C 、当绝对压力低于大气压力时，此绝对压力与大气压力的差值
D 、大气压力与相对压力的差值
2. 下列属于气压传动优点是 D 。
A 、稳定性好
B 、输出功率大
C 、能够精确定位
D 、可靠性高,寿命长
3. 下列图形符号中表示过滤器的是 A 。
A 、
B 、
C 、
4. 下列图形符号中表示单向节流阀的是 A 。
A 、
B 、
C 、
5. 表示 B 。
12
21212
2
121
A
、手柄 B、按钮 C、灯
6. 表示二位三通电磁阀的电气符号图，图中左侧的方框是指 B 状态，右
侧的方框是指 C 状态。
A、连接
B、得电
C、失电
D、断开
7.下列关于气压单位的说法中错误的是 D 。
A、Pa 是国际标准压力单位
B、1 N/m2 = 1 Pa
C、1Mpa=106 Pa
D、1Bar= 106 Pa
四、简答题
1. 什么是气动三联件气动三联件的连接次序如何
答：空气过滤器、减压阀和油雾器一起称为气动三联件。安装次序依进气方向为空气过滤器、减压阀和油雾器。
2. 液压控制阀按用途分为哪几类
答：液压控制阀按用途可分为：方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀三类。
五、分析题
1.试分别说出下列是两个什么气压传动回路
答：
a) 左图是采用单向节流阀的双向调速回路；
b) 右图是采用排气节流阀的双向调速回路。
气动控制基础知识
可靠性工程研究院气动基础知识考核试卷 部门：姓名：日期：分数： 一、填空题 1.气动技术是以（压缩）空气作为工作介质，是气动执行元件和控制元件的工业实现和应用。 2.执行元件是以压缩空气为工作介质，并将压缩空气的气压能转变为机械能的能量转换 装置。 3.表示单电控两位五通阀。 4.表示双作用气缸。 5.气动三联件中的空气过滤器的作用是滤去空气中的灰尘、杂质并将空气中水分的分离 出来。 6.气动系统对压缩空气的主要要求是具有一定压力和流量，并具有一定的净化程度。 7.空气过滤器、减压阀和油雾器一起称为气动三联件，是多数气动设备必不可少的气源 装置。 8.气动系统因使用的功率都不大，所以主要的调速方法是节流调速。 9.压力的基本单位为Pa。 10.单向阀的图形符号是。 二、判断题 1.由空气压缩机产生的压缩空气，一般不能直接用于气压系统。( √ ) 2.快速排气阀的作用是将气缸中的气体经过管路由换向阀的排气口排出的。( × ) 3.气动三大件是气动元件及气动系统使用压缩空气质量的最后保证。其安装次序依进气方向为减
以达到气动系统所要求的净化程度, 它属于二次过滤器。( √ ) 5. 消声器的作用是排除压缩气体高速通过气动元件排到大气时产生的刺耳噪声污染。（ √ ） 6. 是气源处理三联件的简化图形符号。( √ ) 7. 表示两位两通阀。（ × ） 8. 气压传动能够实现精确定位，且能源便宜，因此在自动化领域应用广泛。（ × ） 9. 阀瓣（阀）的符号表示方法 ：b/a ：“ a ”位，“b ”通阀。( √ ) 10. 在一定空气压力下，逐渐降低空气的温度，当空气中所含水蒸气达到饱和状态，开始凝结成 水滴时的温度叫做该空气在该空气压力下的露点温度。( √ ) 三、 选择题 1. 真空度是指__ __C_____。 A 、绝对压力和相对压力的差值 B 、当绝对压力低于大气压力时，此绝对压力就是真空度 C 、当绝对压力低于大气压力时，此绝对压力与大气压力的差值 D 、大气压力与相对压力的差值 2. 下列属于气压传动优点是 D 。 A 、稳定性好 B 、输出功率大 C 、能够精确定位 D 、可靠性高,寿命长 3. A 、 B 、 4. A 、 B 、 C 、 12 2121
自动控制原理实验
自动控制原理实验 实验报告 实验三闭环电压控制系统研究 学号姓名 时间2014年10月21日 评定成绩审阅教师
实验三闭环电压控制系统研究 一、实验目的： （1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题。 （2）会正确实现闭环负反馈。 （3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 二、预习与回答： （1）在实际控制系统调试时，如何正确实现负反馈闭环？ 答：负反馈闭环，不是单纯的加减问题，它是通过增量法实现的，具体如下： 1.系统开环； 2.输入一个增或减的变化量； 3.相应的，反馈变化量会有增减； 4.若增大，也增大，则需用减法器； 5.若增大，减小，则需用加法器，即。 （2）你认为表格中加1KΩ载后，开环的电压值与闭环的电压值，哪个更接近2V？ 答：闭环更接近。因为在开环系统下出现扰动时，系统前部分不会产生变化。故而系统不具有调节能力，对扰动的反应很大，也就会与2V相去甚远。 但在闭环系统下出现扰动时，由于有反馈的存在，扰动产生的影响会被反馈到输入端，系统就从输入部分产生了调整，经过调整后的电压值会与2V相差更小些。 因此，闭环的电压值更接近2V。 （3）学自动控制原理课程，在控制系统设计中主要设计哪一部份？ 答：应当是系统的整体框架及误差调节部分。对于一个系统，功能部分是“被控对象”部分，这部分可由对应专业设计，反馈部分大多是传感器，因此可由传感器的专业设计，而自控原理关注的是系统整体的稳定性，因此，控制系统设计中心就要集中在整个系统的协调和误差调节环节。 二、实验原理： （1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。
开关电源基础知识简介
1、输出纹波噪声的测量及输出电路的处理 PWM 开关电源的输出的纹波噪声与开产频率有关。其纹波噪声分为两大部分：纹波（包括开关频率的纹波和周期及随机性漂移）和噪声（开关过程中产生）。 周期及随机性漂移 在纹波与噪声的测量过程中，如果不使用正确的测量方法将无法正确地测量出真出的输出纹波噪声。下面是推荐的测量方法： 平行线测量法:输出管脚接平行线后接电容,在电容两端使用20MHz C 为瓷片电容，负载与模块之间的距离在51mm 和76mm(2in.和3in)之间。 在大多数电路中, 2、多路输出的交互调节及其应用 交互调节的优点。图中lo1路负载电流、Vo2为辅助路输出电压。由图可见，20% 100% Io2 在主路负载从20%～100%变化时，辅助路输出电压随 辅助路负载电流的变化曲线中，辅助路输出电压始终在±4%范围之内。即使在最坏的情况，即主路空载、辅助路江载，主路满载、辅助路空载时其输出电压也能保证在标称电压的±10%范围之内。由此，对于输出稳压精度要求不太高的情况下，这种不稳压的辅助输出不仅能够满足供电的条件，而且相对成本低、器件少、可靠性高。建议用户首先考虑不稳压的辅助输出的电源模块。 开关电源基础知识简介
3、容性负载能力与电源输出保护 建议用户对电源模块的阻性负载取大于10%额定负载，这样模块工作比较稳定。 电容作为电源去耦及抗干扰的手段，在现代电子线路中必不可少，本公司的电源模块考虑此因素，都有相当的容性负载能力。但由于考虑到电源的综合保护能力，尤其是输出过载保护， 容性负载能力不可能太大，否则保护特性将变差。因此用户在使用过程中负载电容总量不应 超过最大容性负载能力。 Vo 输出电流保护一般有四种方式： ●恒流式：当到达电流保护点时，输出电流随负载的 进一步的加重，略有增加，输出电压不断下降。 ●回折式：当到达电流保护点时，输出电流随负载的 的加重，输出电压不断下降，同时输出电流也不断下降。 ●恒流-截止式：当到达电流保护点时，首先是恒流式 ●精确自恢复截止式：输出电流到达保护点，电源模块输出被禁止，负载减轻电路自恢复。 在大部分电路中使用恒流式与截止式较多，比较理想的保护方式是精确自恢复截止式，或者恒流-截止式保护。其中恒流式、回折式保护本质上就是自恢复的，但输出短路时的功耗较大， 尤其是恒流式。而截止式、恒流-截止式保护的自恢复特性须加辅助复位电路来完成自恢复，其 输出过载时的功耗可以通过复位电路的周期进行调整，即调整间歇启动的时间间隔。一般电流 保护1.2~2倍标称输出电流。精确自恢复截止式电流保护点设定为标称输出电流1.2倍或1.3倍。 一般输出有过压嵌位保护。 4、负载瞬态响应 当输出的负载迅速发生变化时，输出的电压会出现 上冲或下跌。电源模块经过调整恢复原输出电压。这个 响应过程中有两个重要的指标：过冲电压（ Vo）和恢复 时间（tr）。过冲越小，恢复时间越短，系统响应速度 越快。一般在25%的标称负载阶跃变化，输出电压的 过冲为4%VO，恢复时间为500μS左右。 5、外围推荐电路 1）输出电压的调节： 本公司产品中有TRIM输出管脚的产品，可以通过电阻或电位器对输出电压进行一定范围内的调节。将电位器的中心与TRIM相连，在有+S，-S管脚的模块中，其他两端分别接+S、-S，没有相应主路的输出正负极（+S接Vo1，-S接GND上，调节电位器即可。辅路跟随主路调节。电位器阻值根据输出电压的大小选用5～20K?比较合适。一般微调范围为±10%。
自动控制原理实验报告
《自动控制原理》 实验报告 姓名： 学号： 专业： 班级： 时段： 成绩： 工学院自动化系
实验一 典型环节的MATLAB 仿真 一、实验目的 1．熟悉MATLAB 桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。 3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、实验原理 1．比例环节的传递函数为 K R K R R R Z Z s G 200,1002)(211 212==-=-=- = 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-3所示。 三、实验内容 按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK 仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。 ① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G ； ② 惯性环节11)(1+= s s G 和1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节s s G =)(1 ⑤ 比例+微分环节（PD ）2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G ⑥ 比例+积分环节（PI ）s s G 11)(1+=和s s G 211)(2+= 四、实验结果及分析 图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK 图形
① 仿真模型及波形图1)(1=s G 和2)(1=s G ② 仿真模型及波形图11)(1+= s s G 和1 5.01)(2+=s s G 11)(1+= s s G 1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节
自动控制原理实验书(DOC)
目录 实验装置介绍 (1) 实验一一、二阶系统阶跃响应 (2) 实验二控制系统稳定性分析 (5) 实验三系统频率特性分析 (7) 实验四线性系统串联校正 (9) 实验五 MATLAB及仿真实验 (12)
实验装置介绍 自动控制原理实验是自动控制理论课程的一部分，它的任务是：一方面，通过实验使学生进一步了解和掌握自动控制理论的基本概念、控制系统的分析方法和设计方法；另一方面，帮助学生学习和提高系统模拟电路的构成和测试技术。 TAP-2型自动控制原理实验系统的基本结构 TAP-2型控制理论模拟实验装置是一个控制理论的计算机辅助实验系统。如上图所示，TAP-2型控制理论模拟实验由计算机、A/D/A 接口板、模拟实验台和打印机组成。计算机负责实验的控制、实验数据的采集、分析、显示、储存和恢复功能，还可以根据不同的实验产生各种输出信号；模拟实验台是被控对象，台上共有运算放大器12个，与台上的其他电阻电容等元器件配合，可组成各种具有不同系统特性的实验对象，台上还有正弦、三角、方波等信号源作为备用信号发生器用；A/D/A 板安装在模拟实验台下面的实验箱底板上，它起着模拟与数字信号之间的转换作用，是计算机与实验台之间必不可少的桥梁；打印机可根据需要进行连接，对实验数据、图形作硬拷贝。 实验台由12个运算放大器和一些电阻、电容元件组成，可完成自动控制原理的典型环节阶跃响应、二阶系统阶跃响应、控制系统稳定性分析、系统频率特性测量、连续系统串联校正、数字PID 、状态反馈与状态观测器等相应实验。 显示器 计算机 打印机 模拟实验台 AD/DA 卡
实验一一、二阶系统阶跃响应 一、实验目的 1．学习构成一、二阶系统的模拟电路，了解电路参数对系统特性的影响；研究二阶系统的两个重要参数：阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn对动态性能的影响。 2．学习一、二阶系统阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算一、二阶系统的传递函数。 二、实验仪器 1．自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台 三、实验原理 模拟实验的基本原理： 控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟一、二阶系统，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟一、二阶系统，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。 若改变系统的参数，还可进一步分析研究参数对系统性能的影响。 四、实验内容 构成下述系统的模拟电路，并测量其阶跃响应： 1．一阶系统的模拟电路如图
开关电源基础学习知识原理及各功能电路详解
开关电源原理及各功能电路详解 一、开关电源的电路组成 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。开关电源的电路组成方框图如下： 开关电源电路方框图 二、输入电路的原理及常见电路 1、AC输入整流滤波电路原理：
输入滤波、整流回路原理图 ①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。 2、DC输入滤波电路原理： ①输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的
电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。 ②R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。 三、功率变换电路 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET （MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图：
开关电源变压器基础知识
开关电源变压器基础知识 开关电源变压器现代电子设备对电源的工作效率、体积 以及安全要求等技术性能指标越来越高，在开关电源中决定这些技术性能指标的诸多因素中，基本上都与开关变压器的技术指标有关。开关电源变压器是开关电源中的关键器件，因此，在这一节中我们将非常详细地对与开关电源变压器相关的诸多技术参数进行理论分析。在分析开关变压器的工作原理的时候，必然会涉及磁场强度H和磁感应强度B以及磁 通量等概念，为此，这里我们首先简单介绍它们的定义和概念。在自然界中无处不存在电场和磁场，在带电物体的周围必然会存在电场，在电场的作用下，周围的物体都会感应带电；同样在带磁物体的周围必然会存在磁场，在磁场的作用 ，周围的物体也都会被感应产生磁通。现代磁学研究表明： 切磁现象都起源于电流。磁性材料或磁感应也不例外，铁磁现象的起源是由于材料内部原子核外电子运动形成的微电流，亦称分子电流，这些微电流的集合效应使得材料对外呈现各种各样的宏观磁特性。因为每一个微电流都产生磁效应，所以把一个单位微电流称为一个磁偶极子。因此，磁场强度的大小与磁偶极子的分布有关。在宏观条件下，磁场强度可以定义为空间某处磁场的大小。我们知道，电场强度的概念是用单位电荷在电场中所产生的作用力来定义的，而在
磁场中就很难找到一个类似于“单位电荷”或“单位磁场”的带磁物质来定义磁场强度，为此，电场强度的定义只好借用流过单位长度导体电流的概念来定义磁场强度，但这个概念本应该是用来定义电磁感应强度的，因为电磁场是可以互相产生感应的。幸好，电磁感应强度不但与流过单位长度导体的电流大小相关，而且还与介质的属性有关。所以，电磁感应强度可以在磁场强度的基础上再乘以一个代表介质属性的系数来表示。这个代表介质属性的系数人们把它称为导磁率。 在电磁场理论中，磁场强度H 的定义为：在真空中垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场的作用力F 跟电流I 和导线长度的乘积I 的比值，称为通电直导线所在处的磁场强度。或：在真空中垂直于磁场方向的1 米长的导线，通过1 安培的电流，受到磁场的作用力为1 牛顿时，通过导线所在处的磁场强度就是1 奥斯特(Oersted) 。电磁感应强度一般也称为磁感应强度。由于在真空中磁感应强度与磁场强度在数
自动控制原理实验1-6
实验一 MATLAB 仿真基础 、实验目的: (1) 熟悉MATLAB 实验环境，掌握MATLAB 命令窗口的基本操作。 (2) 掌握MATLAB 建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法。 (3) 掌握使用MATLAB 命令化简模型基本连接的方法。 (4) 学会使用Simulink 模型结构图化简复杂控制系统模型的方法。 二、实验设备和仪器 1 ?计算机；2. MATLAB 软件 三、实验原理 函数tf ()来建立控制系统的传递函数模型，用函数printsys ()来输出控制系 统的函数，用函数命令zpk ()来建立系统的零极点增益模型，其函数调用格式 为：sys = zpk ( z, p, k 零极点模型转换为多项式模型[num , den] = zp2tf ( z, p, k ) 多项式模型转化为零极点模型 [z , p , k] = tf2zp ( num, den ) 两个环节反馈连接后，其等效传递函数可用 feedback ()函数求得。 则 feedback ()函数调用格式为： sys = feedback (sysl, sys2, sigh 其中sign 是反馈极性，sign 缺省时，默认为负反馈，sign = -1；正反馈时, sig n = 1;单位反馈时，sys2= 1，且不能省略。 四、实验内容： 1. 已知系统传递函数，建立传递函数模型 2 2 5(s 2) (s 6s 7) 3 3 s(s 1) (s 2s 1) 2. 已知系统传递函数，建立零极点增益模型 s 3 飞 2~ s 2s 2s 1 3 ?将多项式模型转化为零极点模型 5(s 2)2(s 2 6s 7) G(s) s 3 s 3 2s 2 2s 1 G(s) G(s)
气动控制基础知识修订稿
气动控制基础知识公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
可靠性工程研究院气动基础知识考核试卷 部门：姓名：日期：分数： 一、填空题 1.气动技术是以（压缩）空气作为工作介质，是气动执行元件和控制元件的工业实现和应用。 2.执行元件是以压缩空气为工作介质，并将压缩空气的气压能转变为机械能的能量转 换装置。 3.表示单电控两位五通阀。 4.表示双作用气缸。 5.气动三联件中的空气过滤器的作用是滤去空气中的灰尘、杂质并将空气中水分的分离 出来。 6.气动系统对压缩空气的主要要求是具有一定压力和流量，并具有一定的净化程度。 7.空气过滤器、减压阀和 油雾器一起称为气动三联件，是多数气动设备必不可少的气源 装置。 8.气动系统因使用的功率都不大，所以主要的调速方法是节流调速。 9.压力的基本单位为Pa。 10.单向阀的图形符号是。 二、判断题 1.由空气压缩机产生的压缩空气，一般不能直接用于气压系统。( √ ) 2.快速排气阀的作用是将气缸中的气体经过管路由换向阀的排气口排出的。( × ) 3.气动三大件是气动元件及气动系统使用压缩空气质量的最后保证。其安装次序依进气方向为 减压阀、空气过滤器、油雾器。（×） 4.空气过滤器又名分水滤气器、空气滤清器，它的作用是滤除压缩空气中的水分、油滴及杂 质，以达到气动系统所要求的净化程度, 它属于二次过滤器。( √ ) 2
5. 消声器的作用是排除压缩气体高速通过气动元件排到大气时产生的刺耳噪声污染。（ √ ） 6. 是气源处理三联件的简化图形符号。( √ ) 7. 表示两位两通阀。（ × ） 8. 气压传动能够实现精确定位，且能源便宜，因此在自动化领域应用广泛。（ × ） 9. 阀瓣（阀）的符号表示方法 ：b/a ：“ a ”位，“b ”通阀。( √ ) 10. 在一定空气压力下，逐渐降低空气的温度，当空气中所含水蒸气达到饱和状态，开始凝结成 水滴时的温度叫做该空气在该空气压力下的露点温度。( √ ) 三、 选择题 1. 真空度是指__ __C_____。 A 、绝对压力和相对压力的差值 B 、当绝对压力低于大气压力时，此绝对压力就是真空度 C 、当绝对压力低于大气压力时，此绝对压力与大气压力的差值 D 、大气压力与相对压力的差值 2. 下列属于气压传动优点是 D 。 A 、稳定性好 B 、输出功率大 C 、能够精确定位 D 、可靠性高,寿命长 3. 下列图形符号中表示过滤器的是 A 。 A 、 B 、 C 、 4. 下列图形符号中表示单向节流阀的是 A 。 A 、 B 、 C 、 5. 表示 B 。 12 21212 2 121
自动控制原理实验报告73809
-150-100 -50 50 实验一 典型环节的模拟研究及阶跃响应分析 1、比例环节 可知比例环节的传递函数为一个常数： 当Kp 分别为0.5，1，2时，输入幅值为1.84的正向阶跃信号，理论上依次输出幅值为0.92，1.84，3.68的反向阶跃信号。实验中，输出信号依次为幅值为0.94，1.88，3.70的反向阶跃信号， 相对误差分别为1.8%,2.2%,0.2%. 在误差允许范围内可认为实际输出满足理论值。 2、 积分环节 积分环节传递函数为： （1）T=0.1(0.033)时，C=1μf (0.33μf )，利用MATLAB ，模拟阶跃信号输入下的输出信号如图： T=0.1 T=0.033 与实验测得波形比较可知，实际与理论值较为吻合，理论上T=0.033时的波形斜率近似为T=0.1时的三倍，实际上为8/2.6=3.08，在误差允许范围内可认为满足理论条件。 3、 惯性环节 i f i o R R U U -=TS 1 CS R 1Z Z U U i i f i 0-=-=-=15 20
惯性环节传递函数为： K = R f /R 1,T = R f C, （1） 保持K = R f /R 1 = 1不变，观测T = 0.1秒，0.01秒（既R 1 = 100K,C = 1μf ， 0.1μf ）时的输出波形。利用matlab 仿真得到理论波形如下： T=0.1时 t s （5%）理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为：（400-300）/300=33.3%,读数误差较大。 K 理论值为1，实验值2.12/2.28， 相对误差为（2.28-2.12）/2.28=7%与理论值 较为接近。 T=0.01时 t s （5%）理论值为30ms,实际测得t s =40ms 相对误差为：（40-30）/30=33.3% 由于ts 较小，所以读数时误差较大。 K 理论值为1，实验值2.12/2.28， 相对误差为（2.28-2.12）/2.28=7%与理论值较为接近 （2） 保持T = R f C = 0.1s 不变，分别观测K = 1，2时的输出波形。 K=1时波形即为（1）中T0.1时波形 K=2时，利用matlab 仿真得到如下结果： t s （5%）理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为：（400-300）/300=33.3% 读数误差较大 K 理论值为2，实验值4.30/2.28， 1 TS K )s (R )s (C +-=
自动控制原理实验指导书(2017-2018-1)
自动控制原理实验指导书 王娜编写 电气工程与自动化学院 自动化系 2017年11月 实验一控制系统的时域分析
[实验目的] 1、熟悉并掌握Matlab 操作环境和基本方法，如数据表示、绘图等命令； 2、掌握控制信号的拉氏变换与反变换laplace 和ilaplace ，控制系统生成模型的常用函数命令sys=tf(num,den)，会绘制单位阶跃、脉冲响应曲线； 3、会构造控制系统的传递函数、会利用matlab 函数求取系统闭环特征根； 4、会分析控制系统中n ζω， 对系统阶跃、脉冲响应的影响。 [实验内容及步骤] 1、矩阵运算 a) 构建矩阵：A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 解： >> A=[1 2;3 4] A = 1 2 3 4 >>B=[5 5;7 8] B = 5 5 7 8 b) 已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ，求矩阵A 的特征值、特征多项式和特征向量. 解：>> A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4]; >> [V ,D]=eig(A) V = 0.4181 -0.4579 - 0.3096i -0.4579 + 0.3096i -0.6044 0.6211 -0.1757 + 0.2740i -0.1757 - 0.2740i 0.0504 0.5524 0.7474 0.7474 -0.2826 0.3665 -0.1592 - 0.0675i -0.1592 + 0.0675i 0.7432 D = 13.0527 0 0 0 0 -4.1671 + 1.9663i 0 0 0 0 -4.1671 - 1.9663i 0 0 0 0 2.1815 >> p=poly(A) p = -6.9000 -77.2600 -86.1300 604.5500 2. 基本绘图命令 a) 绘制余弦曲线y=cos(x)，x ∈[0，2π] 解：>> x=linspace(0,2*pi); >> y=cos(x); >> plot(x,y)
最新开关电源基础知识
开关电源基础知识
?开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止．将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多．所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热！成本很低．如果不将50Hz变为高频那开关电源就没有意义 ? ?开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种,隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的未必一定有. ? ? ? ?开关电源的工作原理是: ? ? ? ? 1.交流电源输入经整流滤波成直流; ? ? 2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上; ? ? 3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载; ? ? 4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的. ? ? ?
?交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰; ? ?在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高; ? ?开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出; ? ?一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源 ? ? ? ? ? ?ATX电源的主要组成部分 ? ?EMI滤波电路：EMI滤波电路主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰，在优质电源中一般都有两极EMI滤波电路。 ? ? ? ?一级EMI电路：交流电源插座上焊接的是一级EMI电源滤波器电路，这是一块独立的电路板，是交流电输入后所经过的第一组电路，这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号，
气动控制基础知识
气动控制基础知识 The manuscript was revised on the evening of 2021
可靠性工程研究院气动基础知识考核试卷 部门：姓名：日期：分数： 一、填空题 1.气动技术是以（压缩）空气作为工作介质，是气动执行元件和控制元件的工业实现和应用。 2.执行元件是以压缩空气为工作介质，并将压缩空气的气压能转变为机械能的能量转 换装置。 3.表示单电控两位五通阀。 4.表示双作用气缸。 5.气动三联件中的空气过滤器的作用是滤去空气中的灰尘、杂质并将空气中水分的分离 出来。 6.气动系统对压缩空气的主要要求是具有一定压力和流量，并具有一定的净化程度。 7.空气过滤器、减压阀和油雾器一起称为气动三联件，是多数气动设备必不可少的气源 装置。 8.气动系统因使用的功率都不大，所以主要的调速方法是节流调速。 9.压力的基本单位为Pa。 10.单向阀的图形符号是。 二、判断题 1.由空气压缩机产生的压缩空气，一般不能直接用于气压系统。( √ ) 2.快速排气阀的作用是将气缸中的气体经过管路由换向阀的排气口排出的。( × ) 3.气动三大件是气动元件及气动系统使用压缩空气质量的最后保证。其安装次序依进气方向为 减压阀、空气过滤器、油雾器。（×） 4.空气过滤器又名分水滤气器、空气滤清器，它的作用是滤除压缩空气中的水分、油滴及杂 质，以达到气动系统所要求的净化程度, 它属于二次过滤器。( √ ) 2
5.消声器的作用是排除压缩气体高速通过气动元件排到大气时产生的刺耳噪声污染。（√） 6. 是气源处理三联件的简化图形符号。( √ ) 7. 表示两位两通阀。（×） 8.气压传动能够实现精确定位，且能源便宜，因此在自动化领域应用广泛。（×） 9.阀瓣（阀）的符号表示方法：b/a：“ a”位，“b”通阀。( √ ) 10.在一定空气压力下，逐渐降低空气的温度，当空气中所含水蒸气达到饱和状态，开始凝结成 水滴时的温度叫做该空气在该空气压力下的露点温度。( √ ) 三、选择题 1. 真空度是指__ __C_____。 A、绝对压力和相对压力的差值 B、当绝对压力低于大气压力时，此绝对压力就是真空度 C、当绝对压力低于大气压力时，此绝对压力与大气压力的差值 D、大气压力与相对压力的差值 2. 下列属于气压传动优点是 D 。 A、稳定性好 B、输出功率大 C、能够精确定位 D、可靠性高,寿命长 3. 下列图形符号中表示过滤器的是 A 。 A、 B、 C、 4. 下列图形符号中表示单向节流阀的是 A 。 12
自动控制原理实验.
实验一控制系统典型环节的模拟 一、实验目的 (1)学习典型环节的模拟方法。 (2)研究阻、容参数对典型环节阶跃响应的影响。 (3)熟悉超低频扫描示波器的使用方法。 (4)掌握用运放组成控制系统典型环节的电子电路。 (5)测量典型环节的阶跃响应曲线。 (6)通过实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响。 二、实验设备 1．ACS教学实验系统一台。 2．示波器一台。 3．万用表一块。 三、实验线路及原理 以运算放大器为核心元件，由其不同的R-C输入网络和反馈网络组成的各种典型 环节，如图1-1所示。图中Z 1和Z 2 为复数阻抗，它们都是由R、C构成。 基于图中A点的电位为虚地，略去流入运放的电流，则由图1-1得： (1) 图1-1 运放的反馈连接 由上式可求得由下列模拟电路组成典型环节的传递函数及其单位阶跃响应。 (1)比例环节 比例环节的模拟电路如图1-2所示：
图1-2 比例环节 （2）惯性环节 图1-3、惯性环节 (3)积分环节 式中积分常数T=RC 图1-4积分环节 (4)比例微分环节（PD），其接线图如图及阶跃响应如图1-5所示。
图1-5 比例微分环节 (5)比例积分环节，其接线图单位阶跃响应如图1-6所示。 图1-6 比例积分环节 （6）振荡环节，其接线图单位阶跃响应1-7、图1-8所示。
1-7 振荡环节原理图 1-8 振荡环节接线图
①比例环节 G1(S)=1和G2(S)=2 ②积分环节 G1(S)=1/SG2(S)=1/（0.5S ） ③比例微分环节 G1(S)=2+S 和G2(S)=1+2S ④惯性环节 G1(S)=1/(S+1)和G2(S)=1/(0.5S+1) ⑤比例积分环节（PI ）G （S ）=1+1/S 和G （S ）=2（1+1/2S ） ⑥振荡环节(选做) 10 1.010)(2 21++=++= S S K S S T K s G 五、实验报告 (1)画出六种典型环节的实验电路图，并注明相应的参数。 (2)画出各典型环节的单位阶跃响应波形，并分析参数对响应曲线的影响。 (3)写出实验的心得与体会。
DC-DC开关电源基础知识
开关电源基础知识介绍 1、输出纹波噪声的测量及输出电路的处理 PWM 开关电源的输出的纹波噪声与开产频率有关。其纹波噪声分为两大部分：纹波（包括 开关频率的纹波和周期及随机性漂移）和噪声（开关过程中产生）。 周期及随机性漂移 在纹波与噪声的测量过程中，如果不使用正确的测量方法将无法正确地测量出真出的输出 纹波噪声。下面是推荐的测量方法： 平行线测量法:输出管脚接平行线 后接电容,在电容两端使用20MHz 示波器探头测量。具体要求见右图， 负载 C 为瓷片电容，负载与模块之间的 距离在51mm 和76mm(2in.和3in) 之间。 在大多数电路中,本公司模块的输出纹波噪声都能满足要求。对于输出纹波有较为严格要求的 电源系统可以在输出增加差模滤波器来进一步降低纹波，但在设计过程中应注意尽量选择较小的 电感和较大的电容。如果需要消除进一步喊小噪声，需要加共模滤波器。 输入与输出及外壳之间加高压隔离电容（一般为1~2.2nF ）也可以减小共模噪声。 2、多路输出的交互调节及其应用 对于多路输出的电源模块，用户比较关心输出 负载发生变化时不同输出路的相互间的影响。例如， 当主路输出空载时，辅助输出路的负载能力，一般电源100% 由于主路负载太轻，而使辅助路输出的能力极低。本 公司产品采用了集成磁路的概念，或采取双路同步控制96% 使输出电压之间的交互调节特性大大改善。下图显示了 交互调节的优点。图中lo1为主路负载电流、lo2为辅助 0 路负载电流、Vo2为辅助路输出电压。由图可见， 20% 100% Io2 在主路负载从20%～100%变化时，辅助路输出电压随 辅助路负载电流的变化曲线中，辅助路输出电压始终在±4%范围之内。即使在最坏的情况，即主路 空载、辅助路江载，主路满载、辅助路空载时其输出电压也能保证在标称电压的±10%范围之内。 由此，对于输出稳压精度要求不太高的情况下，这种不稳压的辅助输出不仅能够满足供电的条件， 而且相对成本低、器件少、可靠性高。建议用户首先考虑不稳压的辅助输出的电源模块。
自动控制原理实验(全面)
自动控制原理实验 实验一 典型环节的电模拟及其阶跃响应分析 一、实验目的 ⑴ 熟悉典型环节的电模拟方法。 ⑵ 掌握参数变化对动态性能的影响。 二、实验设备 ⑴ CAE2000系统（主要使用模拟机，模/数转换，微机，打印机等）。 ⑵ 数字万用表。 三、实验内容 １．比例环节的模拟及其阶跃响应 微分方程 )()(t Kr t c -= 传递函数 = )(s G ) () (s R s C K -= 负号表示比例器的反相作用。模拟机排题图如图9-1所示，分别求取K=1，K=2时的阶跃响应曲线，并打印曲线。 图9-1 比例环节排题图 图9-2 积分环节排题图 ２．积分环节的模拟及其阶跃响应 微分方程 )() (t r dt t dc T = 传递函数 s K Ts s G ==1)( 模拟机排题图如图9-2所示，分别求取K=1，K=0.5时的阶跃响应曲线，并打印曲线。 ３．一阶惯性环节的模拟及其阶跃响应 微分方程 )()() (t Kr t c dt t dc T =+ 传递函数 1 )(+=TS K S G 模拟机排题图如图３所示，分别求取K=1, T=1; K=1, T=2; K=2, T=2 时的阶跃
响应曲线，并打印曲线。 ４．二阶系统的模拟及其阶跃响应 微分方程 )()() (2)(2 22 t r t c dt t dc T dt t c d T =++ξ 传递函数 121 )(22++=Ts s T s G ξ2 2 2 2n n n s s ωξωω++= 画出二阶环节模拟机排题图，并分别求取打印： ⑴ T=1，ξ=0.1、0.5、1时的阶跃响应曲线。 ⑵ T=2，ξ=0.5 时的阶跃响应曲线。 四、实验步骤 ⑴ 接通电源，用万用表将输入阶跃信号调整为2V 。 ⑵ 调整相应系数器；按排题图接线，不用的放大器切勿断开反馈回路（接线时，阶跃开关处于关断状态）；将输出信号接至数/模转换通道。 ⑶ 检查接线无误后，开启微机、打印机电源；进入CAE2000软件，组态A/D ，运行实时仿真；开启阶跃输入信号开关，显示、打印曲线。 五．实验预习 ⑴ 一、二阶系统的瞬态响应分析；模拟机的原理及使用方法（见本章附录）。 ⑵ 写出预习报告；画出二阶系统的模拟机排题图；在理论上估计各响应曲线。 六．实验报告 ⑴ 将每个环节的实验曲线分别整理在一个坐标系上，曲线起点在坐标原点上。分析各参数变化对其阶跃响应的影响，与估计的理论曲线进行比较，不符请分析原因。 ⑵ 由二阶环节的实验曲线求得σ﹪、t s 、t p ，与理论值进行比较，并分析σ﹪、t s 、t p 等和T 、ξ的关系。 实验二 随动系统的开环控制、闭环控制及稳定性 一．实验目的 了解开环控制系统、闭环控制系统的实际结构及工作状态；控制系统稳定的概念以及系统开环比例系数与系统稳定性的关系。 二．实验要求 能按实验内容正确连接实验线路，正确使用实验所用测试仪器，在教师指导下独立
开关电源基础知识
开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止．将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压！转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多．所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热！成本很低．如果不将50Hz变为高频那开关电源就没有意义 开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种,隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的未必一定有. 开关电源的工作原理是: 1.交流电源输入经整流滤波成直流; 2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上; 3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载; 4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的. 交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰; 在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高; 开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;
一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源 ATX电源的主要组成部分 EMI滤波电路：EMI滤波电路主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰，在优质电源中一般都有两极EMI滤波电路。 一级EMI电路：交流电源插座上焊接的是一级EMI电源滤波器电路，这是一块独立的电路板，是交流电输入后所经过的第一组电路，这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号，同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来，构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。 二级EMI电路：市电进入电源板后先通过电源保险丝，然后再次经过由电感和电容组成的第二道EMI电路以充分滤除高频杂波，然后再经过限流电阻进入高压整流滤波电路。保险丝能在电源功率太大或元件出现短路时熔断以保护电源内部的元件，而限流电阻含有金属氧化物成分，能限制瞬间的大电流，减少电源对内部元件的电流冲击。 桥式整流器和高压滤波：经过EMI滤波后的市电，再经过全桥整流和电容滤波后就变成了高压的直流电。将输入端的交流电转变为脉冲直流电，目前有两种形式，一种是全桥就是把四个二极管封装在一起，一种是用4个分立的二极管组成桥式整流电路，作用相同，效果也一样。
开关电源的基础知识
开关电源的基础知识 一、电源的重要性 随着高科技的电脑及相关产品逐渐进入平常百姓家，人们对电脑及相关产品的认识不断深入。对于电脑来讲，最重要的硬件主要有两个：一个是CPU，其作用相当于人的大脑，是电脑的核心；二是电源，其作用相当于人的心脏。如果没有高品质的电源，再好的CPU及其它电脑部件都无法充分稳定的发挥作用，甚至可能对电脑主机造成伤害。 然而在DIY市场，长期以来人们强调的是CPU、主板、显卡等硬件，对电源不太重视，忽略了开关电源的质量对电脑的可靠性、稳定性以及对使用者健康的影响。其实，国际知名品牌电脑厂商对电源非常重视，如IBM等世界名牌电脑的电源采购价高达每台18-25美元，正是源于他们对电源品质的高标准要求。根据统计，电脑故障的40％~60％是由于电源引起，而一台电源只占电脑整机价值的2％--3％，电源选用不当，不但可能烧毁CPU、主板、硬盘，还可能给使用者健康和生命财产安全造成损失，因而有必要重新认识电源的重要性。 二、电源的工作原理 市电进入电源，首先要经过扼流圈和电容，滤除高频杂波和同相干扰信号。然后再经过电感线圈和电容，进一步滤除高频杂波。接下来再经过由4个二极管组成的全桥电路整流，和大容量的滤波电容滤波后，电流才由高压交流电转换为高压直流电。 经过了交直转换后，电流就进入了整个电源最核心的部分－－开关电路。开关电路主要由两个开关管组成，通过它们的轮流导通和截止，便将直流电转换为高频率的脉动直流电。接下来，再送到高频开关变压器上进行降压。 经过高频开关变压器降压后的脉动电压，同样要使用二极管和滤波电容进行整流和滤波，此外还会有1、2个电感线圈与滤波电容一起滤除高频交流成分。 经过上面一系列工序后，输出的的电流，才算真正完成电脑所需要的较为纯净的低压直流电。 三、有关性能参数说明 1、 PG ( POWER GOOD ) 信号 从电源开通那一瞬间起，到电源输出稳定电压需要一定的时间，+5V的爬升时间通常为2ms~20ms。当电源开通后，电源首先会自行检查输出电压是否正常，如果正常，即向CPU发出一个POWER GOOD 信号，意即“我准备好了，您可以开始工作了”。为了保证相互间的衔接，CPU厂商推出CPU时，就PG信号作出了规定，要求电源发出PG信号的时间是在开机后的100~500ms时间内，如果CPU在这个范围内得不到PG 信号，就意味着开机失败。 2、 PF( POWER FAIL) 信号 PF信号是指当电源的交流输入电压切断，电源首先给CPU一个持续时间约1ms的POWER FAIL信号，通知CPU电源将马上关闭。PF时间不够容易造成相关设置数据丢失。 3、保持时间（HOLD UP TIME ） 指在输入电压切断后，电源能继续保持输出的时间，一般为20ms左右，通常不小于16ms，这段时间很重要，一方面使CPU在得到PF信号后有足够时间保存系统设置，使系统下次能正常开机，另一方面使UPS有足够的时间启动，并开始工作。