資源簡介

(共23張PPT)
1.3開環電子控制系統和閉環電子控制系統
學習目標
1.知道反饋在電子控制系統中的作用
2.知道開環電子控制系統和閉環電子控制系統的區別,會用方框圖分析生活中常見電子控制系統找出原理.
石曉新
小試驗1：閉上眼睛寫“控制系統”四個字
輸入量：
老師的指令
輸出量：
所寫的字
小試驗2
在黑板上有兩張大臉，“四官俱全”，沒有鼻子。請一位同學上來“填”鼻子，一次，睜著眼睛畫，另一次閉著眼睛畫。
1、閉著眼睛畫：
人腦控制手畫鼻子：人腦——手——鼻子
控制過程中，沒有反饋環節，不能對控制結果加以修正、調節。是個單程的控制流向。這種控制，稱為開環控制。
分析原因：
2、睜著眼睛畫：
人腦控制手畫鼻子，在此過程中，眼睛可以把手的位置及畫的效果及時反饋給大腦，使得大腦準確精細的控制手去畫好鼻子。控制過程中有反饋環節可以把控制結果反饋給人腦，控制流向形成了閉合回路。這種控制稱為閉環控制。
人腦——手——畫鼻子 |
|———眼睛—————|
“閉上眼睛寫字”的控制過程方框圖
手
大腦
輸入
筆
輸出
執行器
控制器
輸入量
被控對象
輸出量
一、開環電子控制系統
1、什么是開環電子控制系統
——如果電子控制系統的輸出結果對系統的控制沒有影響，也就是被控量的變化不會引起控制量的改變，即沒有反饋。
2、開環控制系統的組成方框圖
輸入
被控對象
輸出
控制(處理)
信息
例: 電子門鈴的開環電子控制系統
用手按動按鈕開關,輸入一個觸發信號
音樂集成電路經過觸發后工作,產生一組載有”音樂”的電信號.
揚聲器將電信號轉變為音樂聲.
輸出的音樂聲的變化對系統的控制狀態并不產生影響,即不存在反饋.
輸入:
控制(處理):
輸出:
特點:
可以識別、
記憶
的芯片
門的開、關
聲音：
“芝麻芝麻，
開門吧”
“芝麻開門”聲控開門系統的控制方框圖
《一千零一夜》里的一個故事：阿里巴巴和四十大盜的故事里有一扇神奇的門，請寫出“芝麻開門”聲控開門系統：
開環控制系統
輸入量
聲音傳感器
電動機
門
輸出量
請畫出下列開環系統的方框圖
1、電視搖控器的控制系統
2、樓道聲控燈的控制系統
3、電動車的防盜報警系統
按開機
按扭
控制
電路
顯像及音
頻視頻
電視機
電視
節目
影像
設定
聲音
分貝
控制
電路
燈泡
計時器
燈光
時間
外力
強度
控制
電路
音響裝置
計時器
警報器
警報聲
聲音
二、閉環電子控制系統
1、什么是閉環電子控制系統
能對輸出結果進行檢測，并將檢測信號反饋到控制處理部分，從而對系統的控制產生影響。
給定量
比較器
控制器
執行器
被控對象
檢測裝置
被控量
×
控制量
﹢
﹣
輸入
被控對象
輸出
控制(處理)
檢測
反饋
比較器
2、閉環電子控制系統方框圖
給定量——作用于控制系統的物理量，預先給定的
被控量——需要進行控制的物理量
比較器是將給定量與所測的被控量進行比較，求出偏差
控制器——對被控對象起控制作用的設備總體，即控制裝置(將這一偏差進行運算處理，并向執行器下達控制命令)
執行器——執行控制器的指令(根據指令對被控對象進行控制，從而使被控量穩定在一定范圍內。)
被控對象——需要控制的機器、設備或生產過程
分析下列電子控制系統中的被控對象、被控量、控制器和它們的工作過程的共同點:
揚聲器
音樂聲
音樂集成電路
路燈
光的變化
電子電路
鎖舌
鎖舌的運動
集成電路
電子音樂門系統 路燈自動控制系統 電子鎖 自動門
被控對象
被控量
控制器
集成電路
電動機
門的開關
紅外裝置是否檢測到人體熱輻射發出的信號
控
制
電
路
電
機
自
動
門
門的開啟或關閉
轉動
輸入
輸出
家用電冰箱的結構和制冷原理圖
組成：壓縮機、冷卻器和散熱器，它們之間用一根管道相連。
管道里裝有一種沸點很低的制冷劑。壓縮機在管道的底部，它使制冷劑不斷地在管道里循環。制冷劑流動到狹窄的毛細管時，受到強大壓力，由氣態變成液態，通過散熱器對外放出熱量。當制冷劑通過較粗的管道組成的冷卻器時，由于壓力突然降低，制冷劑由液態立即變為氣態，從而吸收電冰箱內的熱量，使電冰箱內的溫度降低，達到制冷的效果。
家用電冰箱的閉環電子控制系統
輸入
被控對象
輸出
控制(處理)
檢測
反饋
預置溫度調節裝置
(電子電路)
(繼電器)
(冷藏室)
溫度傳感器
(微型電腦）
比較器
動畫
根據冰箱內放置食物的保存要求，預先設置一個恰當的冷藏溫度。
由電子電路組成,核心部件是一個微處理器——微型電腦。能對預置設定的溫度和輸出中檢測到的電信號進行比較、分析和判斷，并發出命令。
由電磁繼電器組成。當它接到“接通”壓縮機指令時，便接通壓縮機工作電路。當它接到“停止”的指令時，繼電器便斷開壓縮機的工作電路。
主要由溫度傳感器組成。溫度傳感器裝在冷藏室內，它將檢測到的冰箱冷藏溫度轉變為電信號并反饋到電子控制系統的控制（處理）部分。
輸入：
控制(處理)：
輸出：
檢測與反饋：
——當接通電源后，控制電路命令執行器接通壓縮機工作電路，制冷劑不斷地在管道中循環，并吸收電冰箱內的熱量，使電冰箱內的溫度下降。同時，冷藏室內的溫度傳感器不斷地檢測箱內溫度，并把溫度變化的電信號反饋到控制（處理）部分，控制部分對預置的溫度和反饋的溫度進行比較、分析、處理。當電冰箱內的溫度達到設定的溫度時，控制部分發出指令給電磁繼電器，繼電器立即切斷壓縮機工作電路，制冷工作停止。
——當電冰箱內溫度回升并超過設定溫度時，電子控制電路又發出指令，使電磁繼電器接通壓縮機工作電路，壓縮機重新工作并進行制冷。
馬上行動
（1）找出身邊開環電子控制系統和閉環電子控制系統的例子。
開環電子控制系統：
閉環電子控制系統：
（2）閉環電子控制系統與開環電子控制系統相比有什么優點？
閉環電子控制系統具有監測和反饋功能，可以提高控制的精度，而且實現控制的自動化。
電熨斗、電子門鈴、電子調光臺燈、電子手表、程序控制洗衣機、帶遙控電視機公共汽車車門控制系統、
紅綠燈定時控制系統、鬧鐘定時控制系統、
自動烘手機控制系統、游泳池注水定時控制系統
空調機、電冰箱、智能電飯煲、現代化農業溫室
這是閉環系統嗎？
同學們幾乎每天聽著擴音機里播放的音樂做廣播體操，但擴音機從未引起大家的注意。學習了上面的內容后，“擴音機是一個什么電子控制系統”引起了全班同學的熱烈討論。
正方：擴音機是一個開環電子控制系統。
反方：擴音機是一個閉環電子控制系統。
這是閉環系統嗎？
分析評判：
閉環電子控制系統必須符合兩個條件：
（一）它的核心是電子技術；
（二）有反饋。反方把人劃入控制系統，這個控制系統的核心就不單單是電子技術，故不能稱為閉環電子控制系統。但因為存在反饋，可稱為閉環控制系統。
練習
根據開環電子控制系統和閉環控制系統的區別進行分析、判斷，在你認為正確的表格中打
開環電子控制系統 閉環電子控制系統
電子表
電取暖系統
空調
程序控制洗衣機
可調亮度的臺燈
智能洗衣機
電熱水器

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