談?wù)剬?duì)幾個(gè)問(wèn)題的看法

一、Xm老師“關(guān)于幾個(gè)控制系統(tǒng)的問(wèn)題”

1.抽水馬桶的水位控制問(wèn)題。

　　其工作原理示意圖如下：

　　在這個(gè)系統(tǒng)中，控制對(duì)象（有的也叫被控對(duì)象，下同）為水箱，被控量（系統(tǒng)輸出）為實(shí)際水位，給定量為給定水位，由調(diào)節(jié)“可調(diào)節(jié)桿”的長(zhǎng)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(jìn)水閥，控制量為進(jìn)水閥開(kāi)度。

　　其控制過(guò)程應(yīng)是從出水閥關(guān)閉開(kāi)始，到進(jìn)水閥關(guān)閉為止。其方塊圖如下：

　　2.路燈黑夜\白天自動(dòng)開(kāi)關(guān)控制問(wèn)題。

　　這是一個(gè)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。其方塊圖如下：

　　在這個(gè)系統(tǒng)中，控制對(duì)象：路燈，被控量：路燈的狀態(tài)（開(kāi)\關(guān)），圖中的控制開(kāi)關(guān)既是控制器也是執(zhí)行器，輸入量有兩個(gè)，一個(gè)是設(shè)定的轉(zhuǎn)換亮度，一個(gè)是實(shí)際亮度（它們都以相應(yīng)的電量來(lái)表示），控制開(kāi)關(guān)接受比較裝置輸出的亮度差，當(dāng)亮度差大于0時(shí)（即環(huán)境亮度大于轉(zhuǎn)換亮度，表示是白天），控制開(kāi)關(guān)關(guān)閉，路燈滅；反之，則路燈亮。

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

　　3.電冰箱的溫度控制問(wèn)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(yīng)看成一個(gè)整體。不管熱敏裝置直接感受的是哪個(gè)室的溫度，其控制對(duì)象都應(yīng)該是電冰箱。其控制過(guò)程大致如下：當(dāng)新放入物品，或受環(huán)境影響，使箱內(nèi)溫度升高時(shí)，熱敏裝置感受這個(gè)溫度，并以電量形式輸給控制電路，在與設(shè)定溫度（電量）相比較后，輸出一個(gè)溫差電量，這個(gè)溫差電量經(jīng)放大后，拖動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)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(gè)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(yīng)該是電機(jī)—壓縮器組，控制量就是制冷量，系統(tǒng)的輸入，則是設(shè)定溫度。其方塊圖大致如下：

　　4.電風(fēng)扇機(jī)械定時(shí)開(kāi)關(guān)控制問(wèn)題。

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

　　在這個(gè)系統(tǒng)控制器應(yīng)該是時(shí)鐘機(jī)構(gòu)，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)是執(zhí)行器，它的輸出——開(kāi)\關(guān)狀態(tài)，就是控制量，電風(fēng)扇（對(duì)象）的狀態(tài)——轉(zhuǎn)\停，就是輸出量。這是一個(gè)開(kāi)環(huán)控制。

      二、 關(guān)于壓力鍋控制中“將火考慮進(jìn)去就是開(kāi)環(huán)”的問(wèn)題

      我對(duì)這個(gè)問(wèn)題的基本看法已在“給葉、周二位老師所提問(wèn)題回應(yīng)”中談過(guò)了，不再重復(fù)。這里，僅就部分老師“將火考慮進(jìn)去，就是開(kāi)環(huán)”的觀點(diǎn)談點(diǎn)看法。由于這些老師沒(méi)有具體闡明控制過(guò)程，不知他們是怎樣考慮的。這里只能按我的思路來(lái)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(lái)看看控制結(jié)果。給定一定的“火量”（假設(shè)火量中等），經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，鍋內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)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(guò)比用中火較短的時(shí)間，鍋內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)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(shuō)，不同的輸入量，得到的是相同的輸出量，這顯然不符合開(kāi)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(kāi)度作為輸出量，這時(shí)，倒會(huì)得到輸入量和輸出量一一對(duì)應(yīng)的結(jié)果，這可以是開(kāi)環(huán)控制，但是，這個(gè)控制系統(tǒng)，就不是“壓力鍋的壓力控制”了。

　　所以，我認(rèn)為，壓力鍋的壓力控制系統(tǒng)，應(yīng)該是一個(gè)閉環(huán)的恒值控制系統(tǒng)

      三、梁霞老師關(guān)于“圓柱體截面變細(xì)”的試驗(yàn)問(wèn)題

      我記得原題上還特別提到了“試驗(yàn)段”的截面變細(xì)。因此，從試驗(yàn)的可行性和滿(mǎn)足題目要求上說(shuō)，只能是“兩端施力”。橫放，豎放都可以。其實(shí)這個(gè)問(wèn)題主要是告訴學(xué)生，在“力學(xué)結(jié)構(gòu)”中，結(jié)構(gòu)的承力是靠自身的變形來(lái)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(fù)雜。