資源簡介

(共21張PPT)
控制系統的類型
贛科學技術版六年級下冊
第4課
控制系統的類型
知道開環控制系統和閉環控制系統的含義，能區分 開環和閉環控制系統；熟悉簡單開環、閉環控制系統的 工作過程及特點。
任務卡
生活中存在的控制系統有很多，根據系統有無反饋功能，把控制系統分為開環控制系 統和閉環控制系統。
一
開環控制系統
開環控制系統是指輸入命令不受輸出結果影響的控制系統，不將控制的結果反饋回 來影響當前控制的系統。換句話說，輸出端的結果與輸入端的信號之間是斷開的，因為是 斷開的，沒有反饋環節，所以叫做開環控制系統或者無反饋控制系統。開環控制系統一般 包括控制裝置與被控對象，其中控制裝置包括控制器、執行器等。
開環控制系統的含義
一
開環控制系統
開環控制系統的工作過程為：輸入量傳遞給控制器，控制器根據輸入量向執行器下達 控制指令，執行器根據指令對被控對象進行控制，被控對象受執行器傳來的信號驅動，產生輸出量。
開環控制系統的工作過程及特點
通過仿真過程知道給電動窗簾輸入開合指令，窗簾會自動開啟或者關閉，操作結束后 不再對窗簾系統產生任何影響。
一
開環控制系統
冬天有些家庭會使用電暖器進行取暖。電暖器接通電源后，調整加熱擋位，電暖器開 始加熱，電加熱管周圍的導熱油被加熱，然后沿著熱管將熱量散發出去，房間溫度開始上 升，請繪制電暖器取暖控制系統圖。
開環控制系統的工作過程及特點
設定加熱功率擋位 房間溫度
一
開環控制系統
電暖器取暖控制系統中，房間實際溫度是我們想要控制的對象，稱為被控對象。房間 的實際溫度不對電暖器取暖控制系統的控制產生任何影響，對該系統的控制產生影響的 是設定的加熱功率擋位，稱為設定量。
請填寫開環控制系統的工作過程，設定量是控制系統的輸入信號，如設定加 熱功率擋位；被控量是控制系統所要控制的量，也是控制系統的輸出信號，如房間實際溫 度。其它填寫完整。
開環控制系統的工作過程及特點
設定量 被控量
一
開環控制系統
開環控制系統，適用于簡單的系統，它沒有反饋環節，響應時間較長，其主要優點是結 構簡單、價格便宜、容易維修；缺點是精度低，容易受環境變化的干擾。生活中有很多開環 控制系統，如按下電視按鈕時，電視打開了；按下電動窗簾遙控器，窗簾就打開了……
開環控制系統的工作過程及特點
試一試
思考：
電動窗簾可以實現自動開合，操作起來簡單方便。那電動窗簾是如何工作的
首先，電動窗簾是在普通窗簾的基礎上增加了電機實現自動開合。通過控制執行電 機的正轉、反轉和停止，從而實現窗簾的開合、停止。按下開啟按鈕，窗簾向兩端打開。按下關閉按鈕，窗簾向中間關閉。在開啟或者關閉的過程中，可以點擊暫停按鈕，窗簾停止在某一中間位置。 通過仿真軟件具體演示電動窗簾的運行過程，如圖所示。
二
閉環控制系統
閉環控制系統是控制系統的另一種類型，是指把控制系統輸出量的一部分或全部通 過一定方法和裝置反送回系統的輸入端，然后將反饋信息與原輸入信息進行比較，再將比 較的結果施加于系統進行控制。
閉環控制系統的含義
二
閉環控制系統
閉環控制系統是控制系統的另一種類型，是指把控制系統輸出量的一部分或全部通 過一定方法和裝置反送回系統的輸入端，然后將反饋信息與原輸入信息進行比較，再將比 較的結果施加于系統進行控制。
閉環控制系統的含義
二
閉環控制系統
閉環控制系統是控制系統的另一種類型，是指把控制系統輸出量的一部分或全部通 過一定方法和裝置反送回系統的輸入端，然后將反饋信息與原輸入信息進行比較，再將比 較的結果施加于系統進行控制。
閉環控制系統的工作過程及特點
二
閉環控制系統
空調有溫度檢測裝置可以實時檢測房間內空調的溫度，并把檢測值反饋到比較器與 設定值進行比較，如有偏差，系統對被控對象進行控制調節，直到達到設定值，如圖所示。
閉環控制系統的工作過程及特點
二
閉環控制系統
閉環控制系統如圖所示，檢測裝置檢測出被控量并通過比較器與設定量進行比 較，求出偏差值。控制器就這一偏差值進行運算，并向執行器發出控制命令，進而控制被 控對象，使被控量穩定在一定范圍內。
閉環控制系統的工作過程及特點
閉環控制系統的特點是精度高，動態性能好，抗外界干擾能力強，但是造價高昂，系統 結構復雜。閉環控制系統不管出于什么原因，不管是外部擾動還是系統內部變化，只要被 控量偏離額定值，它就會產生相應的控制作用去消除偏差。
生活中同樣也有很多閉環控制系統，空調、電熱水器和電冰箱都是閉環控制系統。
試一試
開環控制系統中電動窗簾可以實現自動開合，但是還不夠智能化，智能窗簾搭配傳感 器、遙控、音箱以及手機 App 使用，可以在相應的場景使窗簾開合，達到控制光線和保護 隱私的作用。
首先，可以定時開合窗簾，根據個人的生物鐘和一天的光線變化進行設置。比如：早 上7:00打開30%窗簾，8:30打開100%窗簾，晚上10:00 關窗簾。
其次，可以語音控制開合，與智能音箱聯動，只需要呼喚“打開窗簾或者關閉窗簾”。
通過仿真軟件具體演示智能窗簾的運行過程，如圖所示。
試一試
除了定時開合和語音控制窗簾，結合生活實際，你還能想到哪些量可以用來控制窗簾 的開合。
我們一起來體驗下，可以根據外界 光照條件，自動開合關閉的智能窗簾是如何實現的吧。你可以先參考圖4-7的程序片 段，練習如何控制窗簾，再自行調整各參數，自行編寫程序體驗仿真控制的奇妙。
(1)請分別列舉生活中開環控制系統和閉環控制系統的應用
實例，再比較二者的優點和缺點。
(2)閉環控制都是自動控制系統嗎 請舉例說明。
(3)手動控制都是開環控制系統嗎 請舉例說明。
練一練
謝謝聆聽！
謝謝
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