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(共15張PPT)
第四章 控制與設計
控制的手段與應用
控制系統的工作過程與方式
閉環控制系統的干擾與反饋
控制系統的設計與實施
技術改變生活 生活因技術而變
2010年3月份通用技術第二輪高考復習資料
本章的高考知識點
主 題 考試內容 考試要求
控制與設計 控制的含義 Ⅰ
控制的應用 Ⅰ
控制手段 Ⅰ
開環控制系統的基本組成和工作過程 Ⅱ
閉環控制系統的基本組成和工作過程 Ⅱ
控制系統的方框圖 Ⅱ
控制系統的干擾因素 Ⅰ
功能模擬方法和黑箱方法 Ⅰ
控制系統設計方案 Ⅱ
控制的含義 Ⅰ
人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發展，這就是控制。
控制手段 Ⅰ
人工控制：
控制的過程是在人的直接干預和全程干預下進行的。
自動控制：
是指在無人直接參與的情況下，使事件的變化準確地按照期望的方向進行。
控制手段 Ⅰ
機械控制；
氣動控制；
液壓控制；
電子控制；
機械控制
氣動控制
液壓控制
電子控制
控制的應用 Ⅰ
開環控制系統的基本組成和工作過程 Ⅱ
任何一種控制的實現，都要通過若干環節，這些環節構成一個系統，稱為控制系統。
控制系統中的輸出與輸入之間有一定的對應關系。
開環控制：控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，這種控制系統稱為開環控制系統。
開環控制系統的基本組成和工作過程 Ⅱ
輸入量：控制系統的給定量；
輸出量：控制系統所要控制的量，也是控制系統的輸出信號；
被控對象：即控制系統所要控制的裝置或生產過程；
執行器：即直接對被控對象進行控制的裝置或元件；
控制器：對輸入信號進行處理并發出控制命令的裝置或元件；
控制量：即執行器的輸出信號；
輸入量
控制器
執行器
被控對象
輸出量
控制量
開環控制系統方框圖 Ⅰ
（1）目前市場上有一款防盜報警器，當有人進入防范區域時，探測器就會感應到并發信號給主機，主機即刻啟動警笛，嚇阻作案，同時自動撥打多組報警電話，通知保安人員及戶主及時救助，對于自動報警系統的被控對象判斷正確的是
A、探測器 B、主機 C、警笛 D、感應信號
（2）請判斷該控制系統是開環控制還是閉環控制，并畫出控制系統的方框圖。
閉環控制系統的基本組成和工作過程 Ⅱ
閉環控制系統：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 。
比較器：它將給定量與所檢測的被控量進行比較，求出偏差值；
與開環控制系統相比，閉環控制系統多了一個由檢測裝置組成的環節。
閉環控制系統的核心就是通過反饋來減少被控量的偏差。
控制系統的方框圖 Ⅱ
如圖所示為單相SVC直接調壓穩壓器的工作原理圖，圖中AN側就是自耦變壓器的輸入側,BN側就是自耦變壓器的輸出側；穩壓器的取樣電路時刻監視穩壓器的輸出兩點間電壓，當輸出電壓升高時，控制電機朝自耦變壓器降壓的方向移動，通過自動調整線圈匝數比，從而保持輸出電壓的穩定；當輸出電壓達到所要的電壓時，停止控制電機運動，反之控制電路則控制電機朝自耦變壓器升壓的方向轉動，通過對線圈匝數比的調整，達到所要的電壓時停止。
控制系統的干擾因素 Ⅰ
在控制系統中，除輸入量（給定量）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。
在控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入端并與輸出量進行比較的過程，就是反饋。
1由于干擾因素的存在，系統的被控量偏離給定值時；2閉環控制系統中的反饋環節能及時檢測出被控量的值，并迅速反饋到輸入端，與給定值進行比較；3控制器根據比較得到的偏差信號進行調節，從而是系統的被控量接近給定值，達到精確控制的目的。
功能模擬方法和黑箱方法 Ⅰ
功能模擬方法：a 以功能和行為的相似性為基礎，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬方法。
例：在國棋象棋的人機對弈中，計算機具有與人腦類似的邏輯判斷功能，能模擬棋手的思維與人下棋。
黑箱方法：a 把將要研究的系統作為黑箱，通過對系統輸入與輸出關系的研究，進而推斷出系統內部結構及其功能的方法，就是黑箱方法。
例：通過輸入圖像、電或聲音信號，觀測、分析腦電波的輸出反應，研究人腦對視覺或聽覺信息的傳遞、變換和處理功能，得知人腦內部結構的細節，就是黑箱方法的運用。
控制系統設計方案 Ⅱ
1、開環控制系統的設計(書本P119案例分析：電吹風控制系統的設計)
開環控制系統的設計相對比較簡單，在明確設計要求，明確被控對象、被控量和控制量后，即可考慮具體控制系統的方案。
2、閉環控制系統的設計(書本P120案例分析：抽水馬桶水箱的自動控制系統的設計)
第一、閉環控制系統要正常工作，首先必須是穩定的。
第二、控制系統的控制精度必須符合要求，即系統的輸出量與給定值之差應控制在允許的范圍之內。
第三、閉環控制系統應有較好的抗干擾性能。

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