談談對幾個問題的看法

一、Xm老師“關于幾個控制系統(tǒng)的問題”

1.抽水馬桶的水位控制問題。

　　其工作原理示意圖如下：

　　在這個系統(tǒng)中，控制對象（有的也叫被控對象，下同）為水箱，被控量（系統(tǒng)輸出）為實際水位，給定量為給定水位，由調(diào)節(jié)“可調(diào)節(jié)桿”的長度給出，反饋裝置為浮子，控制器是浮子和杠桿組成的浮力杠桿系統(tǒng)，執(zhí)行器為進水閥，控制量為進水閥開度。

　　其控制過程應是從出水閥關閉開始，到進水閥關閉為止。其方塊圖如下：

　　2.路燈黑夜\白天自動開關控制問題。

　　這是一個開環(huán)控制系統(tǒng)。其方塊圖如下：

　　在這個系統(tǒng)中，控制對象：路燈，被控量：路燈的狀態(tài)（開\關），圖中的控制開關既是控制器也是執(zhí)行器，輸入量有兩個，一個是設定的轉(zhuǎn)換亮度，一個是實際亮度（它們都以相應的電量來表示），控制開關接受比較裝置輸出的亮度差，當亮度差大于0時（即環(huán)境亮度大于轉(zhuǎn)換亮度，表示是白天），控制開關關閉，路燈滅；反之，則路燈亮。

　　這個系統(tǒng)中，“控制開關”的狀態(tài)——開\關，就是控制量。

　　3.電冰箱的溫度控制問題。

　　由于電冰箱內(nèi)的“冷凍室”和“冷藏室”存在著熱交換，因此，電冰箱應看成一個整體。不管熱敏裝置直接感受的是哪個室的溫度，其控制對象都應該是電冰箱。其控制過程大致如下：當新放入物品，或受環(huán)境影響，使箱內(nèi)溫度升高時，熱敏裝置感受這個溫度，并以電量形式輸給控制電路，在與設定溫度（電量）相比較后，輸出一個溫差電量，這個溫差電量經(jīng)放大后，拖動電機轉(zhuǎn)動，帶動壓縮器工作，增加制冷量，使箱內(nèi)溫度降低，隨著箱內(nèi)溫度的降低，溫差電量隨之減小，直至為0，壓縮器停止工作，箱內(nèi)溫度回到給定溫度。

　　因此，這個系統(tǒng)中，被控量是冰箱內(nèi)的溫度，反饋裝置是熱敏裝置，控制器就是控制電路，執(zhí)行裝置應該是電機—壓縮器組，控制量就是制冷量，系統(tǒng)的輸入，則是設定溫度。其方塊圖大致如下：

　　4.電風扇機械定時開關控制問題。

　　由于對這個控制裝置的結(jié)構(gòu)不是很清楚，只能從工作過程做一個大致的估計。其方塊圖大致如下：

　　在這個系統(tǒng)控制器應該是時鐘機構(gòu)，觸點開關是執(zhí)行器，它的輸出——開\關狀態(tài)，就是控制量，電風扇（對象）的狀態(tài)——轉(zhuǎn)\停，就是輸出量。這是一個開環(huán)控制。

      二、 關于壓力鍋控制中“將火考慮進去就是開環(huán)”的問題

      我對這個問題的基本看法已在“給葉、周二位老師所提問題回應”中談過了，不再重復。這里，僅就部分老師“將火考慮進去，就是開環(huán)”的觀點談點看法。由于這些老師沒有具體闡明控制過程，不知他們是怎樣考慮的。這里只能按我的思路來做些分析。

　　1.如果確定系統(tǒng)的被控量是“鍋內(nèi)的壓力”，把“火”作為輸入量，我們來看看控制結(jié)果。給定一定的“火量”（假設火量中等），經(jīng)過一定時間，鍋內(nèi)壓力達到設定值，由于其它控制元件的作用，鍋內(nèi)壓力保持恒定。如果給定的火加大，經(jīng)過比用中火較短的時間，鍋內(nèi)壓力達到設定值，由于其它控制元件的作用，鍋內(nèi)壓力仍然保持恒定。這就是說，不同的輸入量，得到的是相同的輸出量，這顯然不符合開環(huán)控制的特性。

　　2.如果我們把“火量”作為輸入量，把排汽孔的開度作為輸出量，這時，倒會得到輸入量和輸出量一一對應的結(jié)果，這可以是開環(huán)控制，但是，這個控制系統(tǒng)，就不是“壓力鍋的壓力控制”了。

　　所以，我認為，壓力鍋的壓力控制系統(tǒng)，應該是一個閉環(huán)的恒值控制系統(tǒng)

      三、梁霞老師關于“圓柱體截面變細”的試驗問題

      我記得原題上還特別提到了“試驗段”的截面變細。因此，從試驗的可行性和滿足題目要求上說，只能是“兩端施力”。橫放，豎放都可以。其實這個問題主要是告訴學生，在“力學結(jié)構(gòu)”中，結(jié)構(gòu)的承力是靠自身的變形來完成的，而不同的載荷，其變形也不一樣。僅此而已，不需要考慮得那樣復雜。