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第四章 控制與設(shè)計
第二節(jié) 控制系統(tǒng)的組成與描述
哈爾濱師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院
于芳芳
上節(jié)回顧
控制的涵義：根據(jù)自己的目的，通過一定的方法使事物沿著某一確定的方向發(fā)展，就形成了控制。
1、控制的對象是什么
理解控制現(xiàn)象，需要明確：
2、控制的目的是什么
3、采取什么控制手段
上節(jié)回顧
控制系統(tǒng) 控制的對象 控制的目的 控制的手段
人力三輪車轉(zhuǎn)彎中的方向控制
音響的音量控制
音響
調(diào)節(jié)音量大小
旋鈕
人力三輪車
改變?nèi)嗆囆旭偟姆较?br/>雙手轉(zhuǎn)動車把
上節(jié)回顧
從控制過程中人工干預(yù)的情形來分，控制有手動控制和自動控制。
上節(jié)回顧
音響的音量控制
手動控制
電冰箱內(nèi)溫度控制
自動控制
紅綠燈的轉(zhuǎn)換過程控制
自動控制
全自動洗衣機(jī)
自動控制
上節(jié)回顧
按控制方式分為：開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)
能將控制的結(jié)果反饋回來與希望值進(jìn)行比較并根據(jù)它們的誤差及時調(diào)整控制作用的系統(tǒng)，稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。
不將控制的結(jié)果反饋回來影響控制作用的系統(tǒng)，稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)中將控制結(jié)果反饋回來的部分，稱為反饋環(huán)節(jié)
在你從書架上拿出一本你想要的書的過程中，身體各部分分別完成什么功能？
命令發(fā)出者是：
命令執(zhí)行者是：
命令的作用對象是：
反饋環(huán)節(jié)是：
大腦
肢體
眼睛
書
行駛方向
期望值
眼睛
自行車
肢體
大腦
期望值
籃球
肢體
大腦
落點
給定值
控制器
執(zhí)行器
控制量
被控對象
被控量
反饋環(huán)節(jié)
功能描述
控制器
執(zhí)行器
被控對象
反饋環(huán)節(jié) 反饋環(huán)節(jié)
給定值
被控量
控制量
期望值
命令發(fā)出者
命令執(zhí)行者
命令的作用對象
控制的目的
對控制對象產(chǎn)生作用的量
大腦
肢體
籃球
概念
力、角度
籃球的落點
投中
無
功能描述
控制器
執(zhí)行器
被控對象
反饋環(huán)節(jié) 反饋環(huán)節(jié)
給定值
被控量
控制量
期望值
命令發(fā)出者
命令執(zhí)行者
命令的作用對象
控制的目的
對控制對象所產(chǎn)生作用
大腦
肢體
自行車
概念
車把力、角度
行駛方向
正確的方向
眼睛
控制系統(tǒng)的組成：由給定量，控制器，執(zhí)行器，控制量，被控對象，被控量，反饋環(huán)節(jié)組成
肢體
大腦
期望值
籃球
落點
控制器
執(zhí)行器
被控對象
被控量
控制量
投擲籃球的控制過程
開環(huán)控制系統(tǒng)
給定值
簡單開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖
騎自行車控制過程方框圖：
簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖：
被控對象
執(zhí)行器
控制器
給定值
控制量
被控量
反饋環(huán)節(jié)
比較器
-
+
閉環(huán)控制系統(tǒng)
自動門的動作過程是：當(dāng)門口沒有人時，門是關(guān)著的；當(dāng)有人來到門口時，門打開；當(dāng)人離開門口后一段時間，門又關(guān)閉。
思考：1、自動門前開過一輛汽車，自動門會不會打開？
2、如何將自動門裝置改為汽車車庫中的自動門
？
1．利用遙控器轉(zhuǎn)換電視頻道的過程中，它的控制器、執(zhí)行器和被控對象分別是：（ ）
A．電視機(jī)、遙控器、接收電路 B．接收電路、遙控器、電視機(jī)
C．遙控器、接收電路、電視機(jī)
c
2．投籃的過程中，控制量是：（　　）
A．籃框的位置 B．投籃的力度、角度 C．籃球的落點 D．以上皆是
B
3.下列關(guān)于控制的敘述，錯誤的是（ ）
A．自動控制系統(tǒng)能在無人直接參與的情形下運行
B．“神州號”飛船之所以能夠遨游太空，并且能夠準(zhǔn)確地返回地面，控制技術(shù)起著至關(guān)重要的作用
C．古老的農(nóng)用水車就是一個控制系統(tǒng)
D．控制技術(shù)指的是自動控制技術(shù)
D
A
4、用電視遙控器選臺屬于（ ）
A．手動控制 B．自動控制 C．氣動控制 D．液壓控制
5．下列各項中，不屬于控制的是（ ）
A．騎自行車時，如果覺得車速過快，我們就會使用剎車使車速變慢
B．當(dāng)感覺教室內(nèi)不夠亮?xí)r，我們就會開燈
C．隨著時間的推移，鐵器會生銹
D．當(dāng)我們的學(xué)習(xí)成績不夠理想時，我們會增加學(xué)習(xí)時間功改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，以提高學(xué)習(xí)成績
C
在山村野地，一群小雞在嘁嘁喳喳地尋找食物，時而翻動草屑，時而啄食幼蟲，怡然自得。一只餓鷹從遠(yuǎn)處飛來，發(fā)現(xiàn)了獵物，急速俯沖下來，嚇得小雞四處逃竄，于是演出了一幕“追蹤—逃逸”的活戲劇。在這個“追蹤—逃逸”系統(tǒng)中，對老鷹來說，目標(biāo)是小雞，控制機(jī)構(gòu)是鷹腦（發(fā)出指令），執(zhí)行動作的機(jī)構(gòu)是鷹翅、鷹爪和嘴。在整個追蹤過程中，鷹借助眼睛不斷地獲得反饋信息（即小雞的位置、速度和方向變化），據(jù)此及時調(diào)整自己的動作，直到抓住目標(biāo)。
①老鷹的控制系統(tǒng)是 （開環(huán)/閉環(huán)）控制系統(tǒng)？
②該系統(tǒng)中，控制器是 。
③執(zhí)行器是 ，被控對象是 。該控制系統(tǒng)要達(dá)到跟蹤的目的，必須建立反饋機(jī)制，該機(jī)制中的檢測裝置是 。
閉環(huán)
鷹腦
鷹翅、鷹爪和嘴
小雞
眼睛
肢體
大腦
期望值
籃球
落點
控制器
執(zhí)行器
被控對象
被控量
控制量
投擲籃球的控制過程
開環(huán)控制系統(tǒng)
給定值
簡單開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖
小節(jié)
騎自行車控制過程方框圖：
簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖：
被控對象
執(zhí)行器
控制器
給定值
控制量
被控量
反饋環(huán)節(jié)
比較器
-
+
閉環(huán)控制系統(tǒng)

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