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(共16張PPT)
第四節 控制系統的設計與實施
一、控制系統設計的一般思路
系統要達到的目標？
控制的對象？
被控對象的特性？
被控量和控制量？
外界的主要干擾因素？
怎樣的方案既達到目的、又經濟、易于實現？
設備和元件？
控制系統設計步驟：
根據設計的一般思路
1、提出系統的設計要求，明確控制的目的
2、設計分析
功能、結構、款式、材料、成本、工作原理等
3、方案構思、篩選
根據功能、結構、款式、工作原理等構思幾個方案進 行比較、篩選，同時畫出控制系統方框圖、畫出必要的電氣 線路圖。
4、制作
選擇合適的元、配件進行安裝
5、試驗及評價
6、寫使用維護書
1、開環控制系統的設計
例：電吹風控制系統的設計
設計要求：電吹風能根據不同的擋位（冷風
擋、 熱風擋）輸出不同種類的風
方案構思
選擇開環控制系統實現電吹風的控制要求
設定風的檔位就設定了電機的電壓和電熱絲的阻值，接通電源后，電機帶動風扇轉動，產生的風通過電吹風的電熱絲，輸出的就是與設定的相對應的發風。
例：電吹風控制系統的設計
設計要求：電吹風能根據不同的擋位（冷風
擋、 熱風擋）輸出不同種類的風
被控對象——電吹風；
被控量——風的速度和溫度；
控制量——電機的電壓，電熱絲的阻值；
干擾因素——房間溫度、電源電壓的波動；
設定的擋位
風扇、電熱絲
控制電路
風的速度、溫度
電吹風
電機電壓
電熱絲阻值
干擾：房間溫度、電源電壓的波動
2、閉環控制系統的設計
閉環控制系統的基本要求：
1、閉環控制系統必須是穩定的；
2、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；
3、要有較好的抗干擾性能；
設計要求
當水箱中的水位低于某指定的高度時，進水口立即進水。
當水箱中的水位達到某一指定高度時，進水口停止進水。
控制系統對控制的精度和系統的穩定性均沒有特別的要求。
例：抽水馬桶水箱的自動控制系統的設計
例：抽水馬桶水箱的自動控制系統的設計
浮球
連桿機構
進水閥
水箱
比較器
進水量
水位
給定水位
討論
在上述案例中，如果要節約用水，減少水箱每次沖水的量，你能設計哪幾種方案？
調整杠桿角度
在水箱中放磚頭
設計兩種沖水方式，一種是半箱水沖洗，一種是整箱水沖洗
請你來設計：
畫出“自行車——發電——電視機”這一過程的方框圖
分析其中的技術和原理
設定車速
大腦
電力裝置
電視機
圖像聲音
眼睛檢測
比較器
1、控制、系統等設計技術
2、原理
（1）機械能——電能
（2）交流電——穩壓直流電
力學、傳動學、電磁學、電子學等
P124（2）
1、家用太陽能熱水器的水溫通常采用不斷調節熱水管與冷水管的
流量來實現
2、這是一個閉環控制系統，其中有一感溫元件不斷測量出水管內
的水溫，當水溫低于某一值時，便切換到電加熱器加熱狀態。
設定溫度
溫度控制器
加熱器
熱水器水箱
溫水
溫度檢測裝置
比較器
二，控制系統的設計實施案例
升旗簡易控制裝置的設計

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