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(共21張PPT)
通用技術(shù)高考復(fù)習(xí)(四)
技術(shù)與設(shè)計(jì)2
第四單元 控制與設(shè)計(jì)
1、控制系統(tǒng)
2、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)
3、閉環(huán)控制系統(tǒng)
4. 、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
1、控制：人們按照自己的意愿或目的*，通過(guò)一定的手段*，使事物*向期望的目標(biāo)發(fā)展.
*控制的三要素：目的、手段**、對(duì)象 (P96-97)
**控制的手段：從控制過(guò)程中人的作用可分為人工控制與自動(dòng)控制***，按照?qǐng)?zhí)行部件的不同可分為機(jī)械控制、氣動(dòng)控制、液壓控制、電子控制。（P97-98）
自行車(chē)的傳動(dòng)（或動(dòng)力）控制系統(tǒng)（control system）
腳蹬、曲柄、鏈輪、
中軸、鏈條、飛輪
腳踩的力
（輸入）
自行車(chē)行駛的速度
（輸出）
踩動(dòng)腳蹬的力越大，車(chē)輪的轉(zhuǎn)速就越快。
自行車(chē)的制動(dòng)（或剎車(chē)）控制系統(tǒng)是怎樣的呢？
思 考：
電風(fēng)扇的風(fēng)速控制系統(tǒng)（control system）
電機(jī)、扇頁(yè)
電風(fēng)扇風(fēng)速的檔位
（輸入）
風(fēng)速
（輸出）
一個(gè)檔位對(duì)應(yīng)著一個(gè)風(fēng)速。
1、定義：
任何一種控制的實(shí)現(xiàn)，都要通過(guò)若干個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)就構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)，稱(chēng)為控制系統(tǒng)。
馬上行動(dòng)吧！
是否屬于控制系統(tǒng) 輸入 輸出
電飯煲
脫粒機(jī)
紅外線(xiàn)自動(dòng)水龍頭
是
通電信號(hào)
溫度
是
是
通電信號(hào)
檢測(cè)到人手信號(hào)
脫粒量
出水量
開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)：輸入量→控制器→執(zhí)行器→控制量→被控對(duì)象→輸出量 （重 點(diǎn)）
開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響。
例：自動(dòng)門(mén)的控制系統(tǒng);普通電燈的控制系統(tǒng)。
被控對(duì)象
執(zhí)行器
控制器
輸入量
控制量
輸出量
簡(jiǎn)單開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖
控制器：即對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。
執(zhí)行器：即直接對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的裝置或元件。
控制量：即執(zhí)行器的輸出信號(hào)。
輸入量：即控制系統(tǒng)的給定量。
輸出量：即控制系統(tǒng)所要控制的量。
被控對(duì)象：即控制系統(tǒng)中所要求控制的裝置和生產(chǎn)過(guò)程。
歸納總結(jié)
燈的開(kāi)關(guān)控制的過(guò)程：
輸入信號(hào)
輸出信號(hào)
燈
開(kāi)關(guān)
游泳池注水手動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖：
游泳池
進(jìn)水閥門(mén)
定時(shí)器
設(shè)定注水時(shí)間
（輸入）
水流量
游泳池的水位
（輸出）
燈的開(kāi)關(guān)控制的方框圖：
燈
電路
開(kāi)關(guān)
手的動(dòng)作
（輸入）
電流
光線(xiàn)
（輸出）
吊扇的控制是開(kāi)環(huán)控制 還是閉環(huán)控制
寫(xiě)出控制系統(tǒng)的方框圖
手的動(dòng)作
擋位開(kāi)關(guān)
電動(dòng)機(jī)
控制量
風(fēng)扇
風(fēng)速
控制量是什么
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
三、閉環(huán)控制系統(tǒng)
1、定義：
系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生影響的
控制系統(tǒng)稱(chēng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)
課本P106頁(yè)
*閉環(huán)控制系統(tǒng)：給定量→比較器¤→控制器→執(zhí)行器→控制量→被控對(duì)象→被控量
反饋* 檢測(cè)裝置 【重點(diǎn)！】
閉環(huán)控制系統(tǒng)把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)影響控制過(guò)程。其核心是通過(guò)反饋*來(lái)減少被控量的偏差。 例：抽水馬桶水箱水位控制 P120
干擾因素：在控制系統(tǒng)中，除輸入量外，
影響被控對(duì)象，引起被控量變化的各種因素 (P109)
反饋：控制系統(tǒng)中，將輸出量通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過(guò)程。閉環(huán)控制系統(tǒng)中必定存在反饋，閉環(huán)控制系統(tǒng)核心是通過(guò)反饋減少被控量的偏差 (P110)
反饋環(huán)節(jié)的作用也是穩(wěn)定輸出量
游泳池自動(dòng)水位控制系統(tǒng)方框圖：
簡(jiǎn)單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖：
被控對(duì)象
執(zhí)行器
控制器
給定量
控制量
被控量
檢測(cè)裝置
比較器
-
+
游泳池
進(jìn)水閥門(mén)
控制器
給定水位
水流量
游泳池的水位
（輸出）
檢測(cè)裝置
比較器
+
-
三、閉環(huán)控制系統(tǒng)
四、小結(jié)
控
制
系
統(tǒng)
開(kāi)環(huán)
閉環(huán)
控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響
系統(tǒng)的輸出量?jī)H受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號(hào)是單向傳遞
系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生影響
輸出量到輸入量之間的信號(hào)形成一個(gè)回路
2、功能模擬：以功能和行為的相似為基礎(chǔ)，用“模型”模擬“原型的功能和行為的方法。
如用電腦模擬人腦的功能下棋.
3、黑箱方法：通過(guò)對(duì)系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究，進(jìn)而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能的方法。如一個(gè)西瓜，通過(guò)看瓜蒂、摸花紋、拍西瓜。來(lái)判斷西瓜的生熟程度、及質(zhì)量的好壞。
4、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例：P119、P121-123 閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例：P120
寫(xiě)出吊扇控制系統(tǒng)的方框圖.
并指出該系統(tǒng)的控制量. 被控對(duì)象. 輸出量
如圖所示，是電飯煲電路簡(jiǎn)圖。其中，K1為磁鋼式限溫開(kāi)關(guān)，K2為雙金屬片保溫開(kāi)關(guān)，R為電熱盤(pán)中管狀電熱元件，T為熱熔式超溫保護(hù)器，R1、R2為限流電阻，L1為煮飯指示紅色氖燈，L2為保溫指示黃色氖燈。試述電飯煲的工作過(guò)程。原理如下：電飯煲的奇異功能，就在于K1、K2兩個(gè)開(kāi)關(guān)的妙用。 插頭插入電路，閉合K1之前，你會(huì)看到紅、黃兩指示燈交替發(fā)光。內(nèi)鍋溫度開(kāi)始較低，雙金屬片開(kāi)關(guān)K2自動(dòng)接通，L2支路被短路，黃燈L2不亮，紅燈亮，且 R發(fā)熱。當(dāng)內(nèi)鍋溫度達(dá)到70攝氏度—80攝氏度時(shí)，K2自動(dòng)斷開(kāi)，由于R<家用電飯鍋的工作原理如圖所示,寫(xiě)出保溫時(shí)的控制系統(tǒng)的方框圖.
并寫(xiě)出控制器是什么 控制對(duì)象是什么
控制量是什么 輸出量是什么
干擾因素是什么
-
電飯鍋
加熱器
控制器
給定溫度
熱量
電飯鍋的實(shí)際溫度
（輸出）
檢測(cè)裝置
比較器
+
-
電飯鍋保溫時(shí)的控制系統(tǒng)方框圖如下
干擾因素
控制器是K2
控制對(duì)象是電飯鍋
控制量是熱量
輸出量是電飯鍋內(nèi)的實(shí)際溫度
干擾因素是房間內(nèi)溫度的變化和電源電壓的波動(dòng)

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