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(共37張PPT)
一、控制的手段與應用
1、控制的含義，控制的目的和對象
（1）含義：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。
（2）理解任何控制現象，都要明確：
① 控制的對象；
② 控制的目標；
③ 控制的手段。
2、控制的手段
（1 ）從控制過程中人工干預的情形來分，控制有人工控制和自動控制。
① 人工控制（手動控制）：在人的直接干預和全程干預。
② 自動控制：在無人直接參與的情況下。
（2）按照執行部件的不同，控制可分為：
機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等。
3、控制的應用
廣泛應用于生活、生產、軍事、國防等領域。
二、控制的工作過程與方式
1、開環控制系統
（1）定義：若系統的輸出量對系統的控制作用不產生影響（即無檢測反饋單元），則稱為開環控制系統。
（2）特點：系統的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞。
（3）方框圖：
控制量
輸入量
控制器
執行器
控制對象
輸出量
要求C
控制器：即對輸入信號進行處理并發出控制命令的裝置或元件。
執行器：即直接對被控對象進行控制的裝置或元件。
2、閉環控制系統
（1）定義：系統的輸出通過檢測反饋單元返回來作用于控制部分，形成閉合回路，這種控制系統就稱為閉環控制系統，又稱為反饋控制系統。
（2）特點：
能夠自動糾正外部干擾和系統內參數變化引起的偏差，這樣就可以采用精度不太高而成本較低的元件，組成一個較為精確的控制系統。
（3）方框圖：
控制量
給定量
控制器
執行器
控制對象
被控量
檢測裝置
-
+
比較器
要求C
13、下列控制系統中，屬于閉環控制系統的是
（ ）
A．電冰箱的溫度控制系統
B．紅綠燈定時控制系統
C．樓道燈聲控延時控制系統
D．校園鈴聲控制系統
2008年會考試題：
A
2009會考 如圖所示是一個自動控制的水龍頭，當人手靠近時水流出，手拿開時水停止流出，出水時間超過1分鐘就會自動關水。請回答34—35題。
34．該水龍頭控制系統屬于（ ）
A．開環控制
B．閉環控制
C．人工與自動相結合
D．水龍頭的開啟是開環控制，
關閉是閉環控制
A
35．下列可以作為該控制系統執行器的是（ ）
A
2009年會考試題
17．汽車安全氣囊控制系統的工作過程是：傳感器檢測到汽車碰撞信號，經診斷模塊判定和處理后，觸發氣體發生器給氣囊充氣。該控制系統的被控對象是（ ）
A．被氣囊保護的人
B．氣囊
C．診斷模塊
D．氣體發生器
B
（三）閉環控制系統的干擾與反饋
1、干擾因素
（1）定義：在控制系統中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。
2、反饋
（1）含義：
控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入站并與輸入量進行比較的過程，就是反饋。
要求C
12．在房間空調溫度控制系統中，下列情況不屬于影響其溫度控制的干擾因素的是（ ）
A．有人走進房間
B．打開房間窗戶
C．房間里在燒開水
D．房間里的鬧鐘鈴響
2008浙江省通用技術會考
D
19、下列關于干擾因素對控制系統的作用，說法正確的是（ ）
A、干擾因素僅作用在被控量上 B、干擾因素不會作用于開環控制系統 C、閉環控制系統中干擾因素的作用都會反映在輸出量的變化上 D、干擾因素都是可以利用的
C
2009年3月浙江省通用技術高考
5、功能模擬方法和黑箱方法
（1）功能模擬方法
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，就是功能模擬法。
（2）黑箱方法
通過對系統的輸入與輸出的關系的研究推斷系統內部結構和功能的方法，通過觀測黑箱外部的輸入信息(外界對黑箱的影響)和輸出信息(黑箱對外界的反應)研究和認識其功能、特性、結構、機理。
2009年會考試題：
29．對于太陽能熱水器，下列說法錯誤的是( )
A．體現了人們利用技術造福人類
B．其設計符合可持續發展原則
C．水箱水位自動控制系統的控制對象是水箱(水箱里的水)
D．水箱水位自動控制系統的執行器是集熱管
太陽能熱水器是利用太陽的能量將水加熱的裝置，由集熱管、水箱、支架及相關附件組成。太陽能熱水器水箱一般都帶有水位自動控制系統，當水箱水位低于設定水位，能夠自動加水。請回答29—31題。
D
30．太陽能熱水器水箱水位自動控制系統中，輸入量是( )
A．設定的水位 B．太陽光的強弱
C．加水的時間 D．實際的水位
31．如果發現太陽能熱水器一直處于加水狀態，你認為不可能的原因是( )
A．水箱漏水 B．出水管漏水
C．集熱管底部有異物沉積
D．控制器壞了
A
C
如圖所示是紅外線感應自動開閉的
垃圾桶，采用電池供電，當手靠近桶蓋時，桶蓋自動打開，手遠離桶蓋后，延時5-6秒桶蓋自動關閉。請回答29-30題。
29．該控制系統的被控對象是( )
A.桶蓋
B.紅外線檢測裝置
C．機械傳動裝置和連桿機構
D.垃圾桶內桶
2010年會考試題：
A
2010年會考題
某種磁盤驅動器（結構示意圖如圖甲所示）讀取數據時，需將磁頭定位到某個磁道。
當控制裝置接收到預期磁頭位置信號后，控制電機驅動支撐臂及磁頭移動到相應的磁道。傳感器檢測磁頭的位置，并將檢測到的信號發送給控制裝置與預期信號進行比較，控制裝置根據比較偏差值做出調整。
磁頭定位控制系統的方框圖如圖乙所示。請回答31-33題
某種磁盤驅動器（結構示意圖如圖甲所示）讀取數據時，需將磁頭定位到某個磁道。當控制裝置接收到預期磁頭位置信號后，控制電機驅動支撐臂及磁頭移動到相應的磁道。傳感器檢測磁頭的位置，并將檢測到的信號發送給控制裝置與預期信號進行比較，控制裝置根據比較偏差值做出調整。磁頭定位控制系統的方框圖如圖乙所示。請回答31-33題
31．該磁頭定位控制系統屬于( )
A．開環控制 B.閉環控制
C．開環控制與閉環控制
D.人工控制與自動控制相結合
B
32．該磁頭定位控制系統中，執行器是( )
A.磁道 B.磁盤轉軸
C.磁盤 D.電機
D
33．該磁頭定位控制系統中，被控量是( )
A.支撐臂的長度 B.磁頭實際位置
C.磁盤轉軸的轉動角度 D.磁盤的轉動速度
B
2010年會考試題：
導彈依靠自身動力裝置推進，在飛行中會遇到氣流，使導彈偏離預設路線。導彈系統始終檢測導彈位置與預設路線之間的偏差，據此不斷調整其飛行路線并導向目標。請回答34-35題。
34．這些氣流被稱為該控制系統的( )
A.反饋 B.干擾
C.被控量 D.控制量
B
2010年會考試題：
導彈依靠自身動力裝置推進，在飛行中會遇到氣流，使導彈偏離預設路線。導彈系統始終檢測導彈位置與預設路線之間的偏差，據此不斷調整其飛行路線并導向目標。請回答34-35題。
35．如果打擊的目標并不是靜止的，而是運動的，那么該導彈要命中目標，必須( )
A．不斷修正預設路線
B．不斷提高導彈的速度
C．不斷消除干擾
D．不斷提高預設位置與實際位置的偏差值
A
2008年浙江省會考
閉環
熱膽（或熱膽內的水）
水溫（或水溫的高低）
傳感器檢測到的人體熱輻射信號（或人體的熱輻射信號）
控制電路
電源開啟或關閉（或電流；電壓）
2009年9月高考試題
25、如圖所示為磁懸浮地球儀及控制系統原理圖，控制器發出的交流電信號，通過電磁線圈產生交變磁場，使地球儀產生感生電流，由于線圈產生的磁場和地球感生電流的磁場是相斥的，從而產生電磁懸浮力，將地球儀懸浮起來。位置傳感器檢測地球儀位置，并將檢測到的信號發送給控制器與設定信號進行比較，控制器根據比較偏差值調整交流電信號。
（1）根據控制系統原理圖及其描述，在控制系統方框圖中 處填寫與磁懸浮地球儀控制系統原理圖中相對應的內容。
2）地面振動、風力等都會引起地球儀位置發生變化，這些因素在控制系統中稱為 。
控制系統原理，控制器發出的交流電信號，通過電磁線圈產生交變磁場，使地球儀產生感生電流，由于線圈產生的磁場和地球感生電流的磁場是相斥的，從而產生電磁懸浮力，將地球儀懸浮起來。位置傳感器檢測地球儀位置，并將檢測到的信號發送給控制器與設定信號進行比較，控制器根據比較偏差值調整交流電信號。
干擾
2009會考39題（3）陳曉麗準備設計升旗自動控制系統，她列舉了可能要用到的部件：光敏傳感器、熱敏傳感器、電動機、控制裝置、發電機、鉛蓄電池、聲音傳感器、滑輪。請你幫她在上述部件中選擇兩個合適的部件，填在圖乙所示的控制系統方框圖有“ ▲ ”處。
控制器
執行器
控制裝置
電動機

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