資源簡介

(共24張PPT)
控制系統的工作過程與方式
章節構成
1、控制系統
2、開環控制系統
3、閉環控制系統
日常生活中的控制舉例
自行車的傳動（或動力）控制系統（control system）
腳蹬、曲柄、鏈輪、
中軸、鏈條、飛輪
腳踩的力
（輸入）
自行車行駛的速度
（輸出）
踩動腳蹬的力越大，車輪的轉速就越快。
自行車的制動（或剎車）控制系統是怎樣的呢？
思 考：
一、控制系統
電風扇的風速控制系統（control system）
電機、扇頁
電風扇風速的檔位
（輸入）
風速
（輸出）
一個檔位對應著一個風速。
1、定義：
任何一種控制的實現，都要通過若干個環節，這些環節就構成了一個系統，稱為控制系統。
一、控制系統
馬上行動
是否屬于控制系統 輸入 輸出
電飯煲
脫粒機
紅外線自動水龍頭
是
通電信號
溫度
是
是
通電信號
檢測到人手信號
脫粒量
出水量
2、分類：
控
制
系
統
開環控制系統
（open loop control system）
閉環控制系統
（closed loop control system）
2、特征：
系統的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞。
1、定義：
控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，這種控制稱為開環控制系統。
二、開環控制系統
定時器類開環控制系統 定時器游泳池注水；電風扇的風速控制；十字路口紅綠燈定時控制系統；洗衣機定時控制等。
傳感器類開環控制系統 紅外自動門；聲控燈，自動烘手機；各類報警器；自動水龍頭等。
馬上行動
燈的開關控制的過程：
輸入信號
輸出信號
燈
開關
游泳池注水控制系統方框圖：
游泳池
進水閥門
定時器
設定注水時間
（輸入）
水流量
游泳池的水位
（輸出）
燈的開關控制的方框圖：
燈
電路
開關
手的動作
（輸入）
電流
光線
（輸出）
被控對象
執行器
控制器
輸入量
控制量
輸出量
簡單開環控制系統的方框圖
控制器：即對輸入信號進行處理并發出控制命令的裝置或元件。
執行器：即直接對被控對象進行控制的裝置或元件。
控制量：即執行器的輸出信號。
輸入量：即控制系統的給定量。
輸出量：即控制系統所要控制的量。
被控對象：即控制系統中所要求控制的裝置和生產過程。
歸納總結
自動門的控制系統方框圖
控制電路
電動機
自動門
紅外裝置檢測人體熱輻射發出的信號（輸入）
門的開啟或關閉（輸出）
案例分析：自動門的控制系統
用方框圖說明下列開環控制系統的工作過程，并注明方框中的各個環節的具體內容以及輸入量、輸出量和控制量。
1.音樂噴泉的控制。
2.共汽車車門的開關控制。
馬上行動：
試驗目的：
了解開環控制系統的輸入與輸出之間的關系。
試驗準備：
硬紙片，線，剪刀，筆等。
試驗過程：
請同學們拿出準備好的猴子和軀干與四肢，開始制作自己小組的活動猴。
實驗總結：
說一說活動猴這一開環控制系統的輸入量，輸出量各是什么？
再實驗過程中，你遇到了那些問題，是如何解決的？
為了使猴子有臉部表情，你可以做哪些改進？
【小試驗】活動猴
希羅的自動門
閱讀
游戲規則：
兩個小組的同學參加畫眼睛游戲，A組的同學閉著眼睛畫，B組同學睜開眼睛畫，讓同學們觀察，進行比較，哪個小組的同學畫的更漂亮。
思考：
1. 為什么B組獲勝？
2．A組控制屬于什么控制？B組控制是開環控制嗎？
游戲：畫眼睛
在游泳池注水控制系統（定時器）如中，如果進水管單位時間的水流量不一定，那么游泳池水位的高度與進水的時間是不是一一對應呢？這可能會出現什么情況？
案例分析：
我們能否針對游泳池注水控制系統進行改進，改為閉環控制系統？
分組討論
三、閉環控制系統
1、定義：
系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響的
控制系統稱為閉環控制系統.
游泳池注水控制系統方框圖：
簡單閉環控制系統的方框圖：
被控對象
執行器
控制器
給定量
控制量
被控量
檢測裝置
比較器
-
+
游泳池
進水閥門
控制器
給定水位
水流量
游泳池的水位
（輸出）
檢測裝置
比較器
+
-
判斷下列控制系統是否屬于閉環控制系統，畫出方框圖。
馬上行動
控制系統 是否屬于閉環控制系統 方框圖
家用縫紉機的縫紉速度控制系統
電冰箱的溫度控制系統
走到路燈的聲光控制系統
交通路口紅路燈自動（根據車流量大小改變紅綠等時間）系統
希羅的自動門
閱讀
思考：1.西羅的自動門是開環控制系統還是閉環控制系統，為什么？
2.請寫出它的系統方框圖。
小結
控
制
系
統
開環
閉環
控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響
系統的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞
控制系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響
輸出量到輸入量之間的信號形成一個回路
1.請寫出“芝麻開門”聲控開門系統的控制方框圖，有興趣的同學課后可以制作模型，親自把神話變成現實
2.思考：在游泳池注水控制系統中（定時器），如果進水管單位時間的水流量不一定，那么游泳池水位的高度與進水的時間是不是一一對應呢？如果不是，可能會出現什么情況？
作業：

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