資源簡介

(共38張PPT)
2-4.2 控制系統的工作過程與方式
回顧上節內容
什么是控制
控制有哪些手段
控制有哪些應用
在自行車傳動控制系統中，它由上述多個個部件構成，通過各個部件的有機組合，達到傳動的目的。
1 控制系統 p102
控制系統： 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。
控制系統的輸出與輸入有一定的對應關系。
控制環節
輸出量
輸入量
控制系統的組成
控制器 執行器 被控對象 反饋
自行車傳動控制系統:
腳踩的力
(輸入)
腳蹬、曲柄、鏈輪、
中軸、鏈條、飛輪
自行車行駛的速度
（輸出）
電風扇風速的擋位
（輸入）
電機、扇葉
風速
（輸出）
電風扇的風速控制系統
根據自行車行駛、電風扇轉動具體的案例畫出控制系統方框圖：
馬上行動（P102)：請指出下列控制系統中的輸入、輸出分別是什么？
控制系統 輸入 輸出
電風扇風速控制
電飯煲
脫粒機
紅外線自動水龍頭
調速器或擋位
風扇的轉速
電源的電信號
鍋內的溫度
電源的電信號
脫粒的量
人手的紅外信號
水龍頭的出水量
思考:控制系統的工作過程是怎么樣的
控制系統的分類：
按照系統的控制方式分為開環控制系統、閉環控制系統
按照系統功能分為溫度控制、壓力控制、位置控制……
按照系統性能分為：線性系統和非線性系統、連續系統和離散系統、定常系統和時變系統、確定系統和不確定系統等
控制環節
輸入
輸出
控制環節
反饋環節
輸出
輸入
開環控制系統
閉環控制系統
控制系統通常分為開環控制系統與閉環控制系統
電源、導線、開關
電流
LED亮、滅
(輸入)
(輸出)
大腦、手、水龍頭
期望流量
實際流量
眼睛
(輸入)
(輸出)
小游戲
有兩臉，“四官俱全”，沒有鼻子。請同學來“填”鼻子，一次，睜著眼睛畫，另一次閉著眼睛畫。
兩次最大的不同在哪里
1、閉著眼睛畫：開環控制
人腦控制手畫鼻子：人腦——手——畫鼻子
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：閉環控制
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—————|
2 開環控制系統
什么是開環控制系統
控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響的控制系統，稱為開環控制系統。
游泳池的定時注水控制系統 p103
2 開環控制系統
定時器
進水閥門
游泳池
水流量
設定注水時間
游泳池的水位
在控制系統中，為了分析的方便，常采用方框來表示系統的環節，用單向信號線來表示系統信號傳遞的方向，這種圖稱為控制系統的方框圖，它表示了系統的各個環節在系統中的位置、功能和相互之間的關系。
開環控制系統的方框圖：
2 開環控制系統 p104
控制器
執行器
被控對象
給定值
被控量
控制量
概念
給定量(輸入量)
期望值
對控制對象所產生作用
控制器—發出控制命令的裝置或元件
被控對象--命令的作用對象
被控量(輸出量)—控制系統所要控制的
量,也是控制系統的輸出信號
控制量
執行器---直接對被控對象進行控制的裝置或元件
案例分析：自動門的控制系統p103
控制
電路
電機
自動門
轉動
紅外裝置是否檢測到人體熱輻射發出的信號
門的開/關
控制器
執行器
被控對象
被控量
控制量
案例分析：水泵抽水控制系統p104
電機
水泵
水管
水流量
接通電源
出水量
控制器
執行器
被控對象
被控量
控制量
開環控制系統，信號的傳遞是單向的。
轉速
畫出
控制系統的組成方框圖
開關
電源
LED
按動
LED
開關
亮或滅
電流量
案例分析
輸入量
控制器
執行器
控制量
被控對象
輸出量
列舉你所知道的開環控制系統，
并畫出方框圖。
1.普通家用電飯煲的煮飯控制 —開環控制 p104
通電信號
開關
加熱盤
內鍋
溫度升高
（煮飯）
溫度
2.公共汽車車門控制是開環控制
輸入(開/關)
開關
傳動裝置
執行活塞
車門
狀態
開/關
賓館、酒店的自動叫醒服務控制系統。
火災自動報警控制系統。
客人信息
房號時間
設置電
腦程序
計算機
撥號裝置
電話機
鈴聲
叫醒
煙霧
信號
煙霧
探測器
報警
電路
報警
部件
報警
信號
小組討論：
在你身邊你見到的開環控制系統有哪些？
例: 電子門鈴的開環電子控制系統
電子鎖(汽車,電動車)
自動路燈
聲控門
鬧鐘定時控制系統、
3 閉環控制系統
游泳池水位控制系統
檢測裝置
控制器
進水閥門
游泳池
給定水位
水流量
比較器
游泳池水位
閉環控制系統
把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。
閉環控制系統的方框圖如下：
3 閉環控制系統
檢測裝置
控制器
執行器
被控對象
給定值
被控量
控制量
比較器
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，構成一條閉合回路。
空調器溫度控制系統方框圖如下：
×
設定溫度
比較器
控制電路
壓縮機
空調器
檢測裝置
輸出溫度
制冷量
﹢
﹣
3 閉環控制系統
課本（P112）水箱的水位自動控制示意圖
×
給定水位
比較器
控制器
進水閥門
水箱
檢測裝置
水箱水位
水流量
﹢
﹣
在工農業生產以及日常生活應用中，常常會需要對容器中的液位（水位）進行自動控制。比如自動控制水箱、水池、水槽、鍋爐等容器中的蓄水量，生活中抽水馬桶的自動補水控制、自動電熱水器、電開水機的自動進水控制等。其系統都為一般的閉環控制系統。
3 閉環控制系統
穿針引線的動作過程也可看作是閉環控制
系統p111
線的位置
大腦
手
針、線
眼睛
線
與
孔
針
對
準
P106判斷下列控制系統是否屬于閉環控制系統，畫出方框圖。
家用縫紉機的縫紉速度控制系統
屬于開環控制系統
腳踏板
傳動裝置
縫紉機
腳踩的力
縫紉轉速
走道燈的聲光控制系統
聲-光傳感器
觸點延時開關
走道燈
燈亮/滅
有/無聲音
電冰箱的溫度控制系統
預置溫度
控制
電路
電機-壓縮器組
電冰箱
箱內溫度
溫控器\熱敏電阻
制冷量
課本（P107）：工業鍋爐是利用重錘進行壓力控制的，重錘掛在橫桿上，桿的支點在最左端，中間是鍋爐的排氣孔。請分析它是如何實現壓力控制的，橫桿的作用是什么。
×
設定壓力
比較器
重錘
排氣塞
鍋爐
重錘
實際壓力
﹢
﹣
西羅的自動門
水罐
重錘
祭壇點火
廟門的開或關
轉動軸
廟門
旋轉量
控制器
執行器
被控對象
給定值
被控量
控制量
2、開環控制系統
3、閉環控制系統
反饋環節
控制器
執行器
被控對象
給定值
被控量
控制量
比較器
小結——必記的知識點
1、控制系統、開環控制系統、閉環控制系統的概念
歸納總結
選擇題
1以下四個控制系統,哪個一定是閉環控制系統 ( )
A.電冰箱 B.電燈
C.自動門 D.電梯
2下面控制系統中不屬于開環控制的有（ ）
A.電風扇機械定時開關控制系統
B.電子門鈴 C.自動門
D.空調溫度控制系統
08安徽學業水平測試分析題
日光燈主要由啟動器、鎮流器、燈管
三部分組成，請你分析日光燈的啟動
過程，以填空的形式完成下列各題。
1、日光燈的啟動過程是一個控制系統，該控制系
統是一個__(開環/閉環)控制系統。
2、下圖是日光燈的啟動過程控制系統方框圖，在
各括號中填寫相應部分的名稱。
控制器
（ ）
執行器（ ）
被控對象
輸入量（）
被控量（ ）
控制量
能力展示
畫出控制系統方框圖）
檔位控
制電路
電動機
扇葉
按動檔
位開關
風速
轉動
大腦
手
筆
期望
落點
實際
落點
力、方向
眼睛
＋
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
臺燈
智能洗衣機
電熱水器

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