船舶自控理论及应用PDF电子书下载

第一章 自动控制系统的基本概念及术语 1

1-1　什么叫自动控制和自动控制系统？ 1

目录 1

1-2　什么叫开环系统与闭环系统？ 2

1-3　试以电炉炉温的自动控制系统为例， 2

叙述系统中常用术语 2

1-4　详述反馈有哪些功能？ 3

1-5　如何降低系统的稳态误差？ 8

1-7　什么叫定常系统和时变系统？ 9

1-6　对一个良好的控制系统一般有什么要求？ 9

1-8　什么叫最小相位系统？为什么称为相位最小？ 10

1-9　何谓控制系统的校正？ 12

1-10　试问在控制系统的控制器中，常采用哪几种 13

基本控制规律？各有什么特点？ 13

1-11　什么叫环节或系统的频率特性？ 13

它与传递函数关系是什么？ 13

1-12　频率特性常用的有哪几种表示法？ 14

何谓频率响应？ 14

1-13　什么叫根轨迹？什么叫相轨迹？ 15

1-14　什么叫梅逊增益公式？ 17

1-15　进行系统分析时，应如何选取典型的 18

试验信号？ 18

1-16　什么叫绝对稳定性、相对稳定性和 18

稳态误差？ 18

1-17　什么叫相角裕量和幅值裕量？ 19

1-19　何谓调节器的微分时间、积分时间和 20

放大倍数？ 20

1-18　什么叫系统的数学模型？ 20

1-20 何谓调节器的比例带δ或P·B？ 21

1-21 什么叫输入信号的频带宽度？什么叫 22

控制系统的频带宽度？ 22

1-22　何谓前馈调节系统？ 22

1-23　何谓自治调节系统？ 23

1-24　何谓系统的模拟研究？ 24

1-25　什么叫非线性元件的描述函数？ 26

1-26　什么叫采样器（采样开关）？什么叫 27

采样过程？ 27

1-28　试举一个采样系统的例子 28

1-27　什么叫保持器（保持电路）？ 28

1-29　控制系统技术改造的大致步骤是什么？ 29

1-30　试用Basic语言，分析单位反馈控制系统的 29

相角和增益余量 29

1-31 如何用数字机求解一阶方程组 32

进行系统分析？ 32

工作原理是什么？ 40

2-2　变送器的功能是什么？电动差压变送器的 40

2-1　常用的敏感元件有哪些类型？ 40

第二章　船用及工业用自动检测元件 40

2-3　热敏元件（热敏电阻）传感器的特点、 41

性能是什么？ 41

2-4　常用热电偶有哪些？ 42

2-5　什么叫光电传感器？ 44

2-6　霍尔效应元件的基本原理是什么？ 44

2-7　何谓气敏电阻传感器？举例说明 45

2-8 何谓触点传感器？使用触点传感器要 48

注意什么？ 48

2-10　电子转速计的原理是什么？ 50

2-9　接近开关的原理是什么？ 50

2-11　节流式流量计的原理是什么？ 51

2-12　步进电机的简单工作原理是什么？ 52

2-13 为什么两个自整角机在一定方式连接下 54

能同步转动？ 54

2-14 数字式位置传感器如何测量液位的高度？ 55

2-15　光电编码器是如何工作的？ 57

2-16　用电磁脉冲办法，如何测转转速和流量？ 58

2-17 简述磁粉离合器的构造、特点及有关特性 59

2-18　何谓电动执行器？ 61

第三章　船用控制元件的运动方程与传递函数 63

3-1 如何直观列写无源网络的传递函数式？ 63

3-2　如何直观列写输入电压与某一网孔电流的 67

传递函数计算式？ 67

3-3 如何直观列写含一个运算放大器电路输出电 69

压与输入电压之间传递函数式？ 69

3-4　微分变压器的传递函数如何推导？ 72

3-5　磁场控制式直流电动机运动方程及 73

传递函数是什么？ 73

传递函数是什么？ 75

3-6　电枢控制式直流电动机的运动方程、 75

3-7　两自整角机按变压器接法，试问输出电压 77

跟两个自整角机转角差有什么关系？为什么？ 77

3-8　他激直流发电机、测速发电机、电机放大机 78

各属什么类型环节？ 78

3-9　两相伺服电动机运动方程中非线性因素 81

如何考虑？ 81

3-10　异步电动机的数学模型是什么？ 82

3-11 线性可变差动变压器的工作原理及传递函数 87

是什么？ 87

3-12　物体运动的加速度计的传递函数式是什么？ 88

3-13 机械转动系统运动方程应如何列写？ 89

3-14　液压伺服马达运动方程如何列写？ 90

如何进行线性化处理？ 90

3-15 电阻式电位计的传递函数及分辨度是什么？ 92

3-16 鉴相器的输出与输入关系式是什么？ 93

3-17　船舶操舵运动数学方程什么？ 94

4-1　直流伺服电动机主要参数如何测取？ 99

第四章　有关实践中的一些问题 99

4-2　试问如何对单回路系统参数进行实验整定？ 102

4-3 在自动控制系统中采用力矩电机有什么优点？ 106

4-4　齿轮传动系中的惯量、负载力矩等如何折算？ 107

4-5　试说明几种常用材料如铸铁、钢、铜等摩擦 109

表面的摩擦系数大致范围（在压强P＝ 109

2N/cm2下） 109

4-6　摩擦对控制系统有什么影响？ 109

性能有什么影响？ 112

4-7　何谓传动链齿隙以及传动链齿隙对控制系统 112

第五章　船舶自动控制系统 116

5-1 试述船舶随动操舵系统的原理，并简列系统 116

各环节的数学模型 116

5-2　试述船舶常规自动操舵系统的原理，并作出 118

其方框图 118

5-3　常规自动舵有什么特点？当前它为什么逐渐要 120

被自适应自动舵所替代？ 120

5-4　何谓自适应自动舵？从自适应控制角度它可 122

分成哪几类？并简述其自适应控制系统框图 122

扰动的数学模型 124

5-5　试列举自适应自动舵软件中采用的船舶运动及 124

5-6　试列举自适应自动舵软件中采用的性能指标 126

5-7　试述用自校正控制（STC）的自适应自动舵 128

动作原理 128

5-8　试述用模型参考自适应控制（MRAS）的 131

自适应自动舵动作原理 131

5-9 试分析日本YEW公司生产的PT-21自适应 132

自动舵的动作原理 132

5-10　试述航线保持控制系统框图 135

输入的数学模型（考虑扰动） 136

5-11　设船舶偏离计划航线的距离为y，指令船 136

首向为ψ，试分析及建立以y为输出、ψ为 136

5-12　某集装箱装卸桥采用的电力拖动系统为电机 139

放大机—电动机系统。试分析及建立其数学 139

模型 139

5-13　试分析交流同步发电机的恒功率励磁系统 140

电压调节环的数学模型 140

5-14　何谓ITAE最佳调节律？如何设计上题中的 146

ITAE最佳调节律的调节器？ 146

5-15　何谓相位补偿复式励磁系统？ 149

5-16 简述下列同步复激发电机自动稳定系统的 150

原理，并画出方块图 150

5-17　带碳阻式调压器自励恒压同步发电机系统的 153

原理是什么？ 153

5-18　试简述炉温控制系统原理，并列写系统 154

物理量之间的关系 154

5-19 简述异步电动机—电磁转差离合器调速系统 156

5-20　试举一个在船上具有传递延迟系统的例子 157

关系统微分方程及方块图 158

5-21 简述汽轮机的转速自动调节系统，并列写有 158

5-22 柴油机转速控制系统的原理是什么？ 160

并简列系统的数学模型 160

5-23 简述船舶减摇装置中基准水平面构成原理 161

5-24 防摇鳍是如何稳定船舶的？并简写数学式 163

及方块图 163

5-25 举例说明何谓串级调节系统 166

5-26　试举一个张力控制系统的例子，并列写驱动 168

部分的数学模型 168

5-27　简述锅炉炉压控制系统原理 171