第二節(jié)-控制系統(tǒng)的基本組成

1、第四章第四章 控制與設計控制與設計 控制系統(tǒng)的基本組成與工作過程控制系統(tǒng)的基本組成與工作過程1 1、控制系統(tǒng)的基本組成、控制系統(tǒng)的基本組成2 2、開環(huán)控制系統(tǒng)、開環(huán)控制系統(tǒng)3 3、閉環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)1 1、分析典型案例，熟悉簡單的開環(huán)控制系、分析典型案例，熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程。統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程。2 2、熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成，能畫出、熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成，能畫出一個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理解其一個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理解其中的控制器、執(zhí)行器的作用。中的控制器、執(zhí)行器的作用。3 3、掌握開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的的區(qū)別。、掌握開環(huán)

2、和閉環(huán)控制系統(tǒng)的的區(qū)別。 （）自動門的工作過程（）自動門的工作過程（2 2）自動門控制系統(tǒng)框圖）自動門控制系統(tǒng)框圖輸入輸出一、開環(huán)控制系統(tǒng)的含義： 控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響任何影響，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 輸入輸出控制器執(zhí)行器被控對象輸出量控制量控制電路電機自動門人體熱輻射紅外傳感器開或關轉(zhuǎn)動開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖輸入量傳感器對對“自動門自動門”的擴展探究的擴展探究三例三例： 自動門模型前開過一輛汽車模型，自動門會不會打開？自動門模型前開過一輛汽車模型，自動門會不會打開？怎樣讓汽車開過自動門口時，自動門會打

3、開？怎樣讓汽車開過自動門口時，自動門會打開？如何將自動門裝置改為汽車車庫中的自動門？如何將自動門裝置改為汽車車庫中的自動門？ 開環(huán)控制系統(tǒng)的特點： 1 1、系統(tǒng)的、系統(tǒng)的輸出量輸出量直接受直接受輸入量輸入量的控制；的控制； 2 2、信號（或信息）的傳遞是、信號（或信息）的傳遞是單向單向的，總的，總是從輸入端單向傳至輸出端。是從輸入端單向傳至輸出端。 游戲：完成繪畫1、夜半時刻，在十字路口，沒有行人，汽車卻仍然要等待？怎么辦？2、游泳池注水或樓頂水箱注水，時間到了可是有時水滿了，有時卻未滿，怎么辦？ 二、閉環(huán)控制系統(tǒng)下圖是一個典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)下圖是一個典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)水箱水位的閉環(huán)控制系統(tǒng)水

4、箱水位的閉環(huán)控制系統(tǒng)注入水流量進 水 閥門浮子水箱桿杠實際水位給定水位注入水流量控制方框圖：傳感器傳感器 控制器控制器 執(zhí)行器執(zhí)行器對象對象人工人工控制控制人眼人腦和手進水閥門水箱自動自動控制控制浮子連桿機構(gòu)進水閥門水箱水箱水位兩種控制方式比較水箱水位兩種控制方式比較環(huán)節(jié)方式游泳池注水控制系統(tǒng)方框圖：游泳池注水控制系統(tǒng)方框圖：簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖：簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖：被控對象被控對象執(zhí)行器執(zhí)行器控制器控制器給定給定量量控制量控制量被控量被控量檢測裝置檢測裝置比較器比較器- -+ +游泳池游泳池進水閥門進水閥門控制器控制器給定給定水位水位水流量水流量游泳池的水位游泳池的水位（輸出）（輸

5、出）檢測裝置檢測裝置比較器比較器+ +- -二、閉環(huán)控制系統(tǒng)二、閉環(huán)控制系統(tǒng)定義：定義：系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為如何判斷開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)如何判斷開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)誤區(qū)誤區(qū)：自動的控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)； 只要有檢測裝置就是閉環(huán)控制系統(tǒng)；基本概念基本概念：開環(huán)控制系統(tǒng)是由輸入來控制輸出的單向單向控制控制；閉環(huán)控制系統(tǒng)是輸出量反饋回輸入端參與控制的控制系統(tǒng)；如何判斷開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)如何判斷開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制的特點：開環(huán)控制的特點： 1、它是單向的控制過程； 2、輸

6、入量與輸出量往往是不同性質(zhì)的量。閉環(huán)控制的特點：閉環(huán)控制的特點： 1、有反饋； 2、會調(diào)整； 3、“結(jié)果”會影響“結(jié)果”； 4、給定量與被控量是可比較的同一種性質(zhì)的量。這是閉環(huán)系統(tǒng)嗎？這是閉環(huán)系統(tǒng)嗎？ 同學們幾乎每天聽著擴音機里播放的音同學們幾乎每天聽著擴音機里播放的音樂做廣播體操，但擴音機從未引起大家的注樂做廣播體操，但擴音機從未引起大家的注意。學習了上面的內(nèi)容后，請大家思考：意。學習了上面的內(nèi)容后，請大家思考： 擴音機是一個什么控制系統(tǒng)？擴音機是一個什么控制系統(tǒng)？簡單的控制系統(tǒng)由兩部分組成，即被控對象和控制裝置。其中的控制裝置，包括傳感器、控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)，對于閉環(huán)系統(tǒng)來說，還包括反饋

7、環(huán)節(jié)與比較環(huán)節(jié)。三、控制系統(tǒng)的基本組成四、小結(jié)四、小結(jié)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)開環(huán)開環(huán)閉環(huán)閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響生任何影響系統(tǒng)的輸出量系統(tǒng)的輸出量僅受僅受輸入量控制，輸入輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是量到輸出量之間的信號是單向傳遞單向傳遞系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響程產(chǎn)生影響輸出量到輸入量之間的信號形成一個回輸出量到輸入量之間的信號形成一個回路路練習根據(jù)開環(huán)電子控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別進行分析、根據(jù)開環(huán)電子控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別進行分析、判斷，在你認為正確的表格中打判斷，在你認為

8、正確的表格中打“ ”開環(huán)電子開環(huán)電子控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)閉環(huán)電子閉環(huán)電子控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)電子表電子表電取暖系統(tǒng)電取暖系統(tǒng)空調(diào)空調(diào)程序控制洗衣機程序控制洗衣機可調(diào)亮度的臺燈可調(diào)亮度的臺燈智能洗衣機智能洗衣機電飯煲煮飯電飯煲煮飯輸入量（接通電源）控制器（ 控 制 電路）執(zhí)行器（水泵）被控對象（水管）輸出量（水管排出水）控制量（水流量）輸入量（開、關）控制器（控制電路）執(zhí)行器（執(zhí)行活塞）被控對象（車門）輸出量（ 車 門 的開或關）控制量（壓縮空氣流向）控制器（大腦）執(zhí)行器（手）被 控 對象（籃球）被控量（籃球位置）給定量（籃圈位置）檢測裝置（眼睛）控制量（投擲力）比較器1、下列控制系統(tǒng)中，屬于開環(huán)控制系

9、統(tǒng)的是（ ）A、電冰箱的溫度控制 B、計算機的CPU上的風扇的轉(zhuǎn)速控制C、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)溫室的溫度控制 D、家用縫紉機的縫紉速度控制2、下面控制系統(tǒng)中，屬于閉環(huán)控制的有（ ）A、電風扇機械定時開關控制系統(tǒng) B、電子門鈴控制系統(tǒng)C、電磁爐溫度自動控制系統(tǒng) D、自行車制動系統(tǒng)隨堂檢測DC3.閉環(huán)控制系統(tǒng)由下列各個環(huán)節(jié)組成（ ）控制器 執(zhí)行器 被控對象 檢測裝置A、 B、 C、 D、4、控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入進行比較的過程，稱為（ ）A、反饋 B、干擾 C、控制 D、閉環(huán)控制5、閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋的作用是（ ）A、消除干擾因素 B、實現(xiàn)自動控制 C、減少輸入量的偏差 D、減少輸出量的偏差CAB王大伯蓋了一個能自動調(diào)節(jié)溫度的小型花房，花房的溫度冬季一般控制在18左右，夏季一般控制在25左右。請分析它可能的工作過程（5分），并畫出花房溫度控制系統(tǒng)的方框圖。 （5分）提示：該花房溫控設備包括控制器、加熱元件和制冷元件、檢測裝置、比較器等。隨著音樂起伏而變化的音樂噴泉是控制技術(shù)的一種具體應用。其工作過程是由 “聲電轉(zhuǎn)換裝置”將起伏的音樂強度轉(zhuǎn)換為隨之而變化的電信號，這種電信號驅(qū)動電動機帶動水泵轉(zhuǎn)動。音樂聲信號強，水泵的轉(zhuǎn)速就快，噴頭的壓力就大，噴出的水柱就高。反之，噴出的水柱就低。音樂信號的強弱與噴泉水柱的高低一一對應。請回答以下問題：（1）