【課件】控制專(zhuān)題課件-高中通用技術(shù)學(xué)考復(fù)習(xí)蘇教版（2019）必修《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》

通用技術(shù)學(xué)考控制專(zhuān)題從控制過(guò)程中人工干預(yù)的情形來(lái)分：控制的過(guò)程是在人的直接干預(yù)和全程干預(yù)下進(jìn)行的。：控制的過(guò)程在無(wú)人直接參與的情況下，使事物的變化準(zhǔn)確地按照期望的方向進(jìn)行。人工控制自動(dòng)控制

馬上行動(dòng)：判斷人工控制和自動(dòng)控制的事例。音響的音量控制

全自動(dòng)洗衣機(jī)普通水龍頭出水的控制

電冰箱內(nèi)溫度控制自動(dòng)取款機(jī)

籃球運(yùn)動(dòng)員投籃過(guò)程控制

自動(dòng)烘手機(jī)

自動(dòng)感應(yīng)門(mén)的開(kāi)關(guān)控制

電梯的上下運(yùn)行過(guò)程控制

飛鏢的投擲過(guò)程控制

肥胖人群體形控制

聲控走廊燈的控制紅外自動(dòng)水龍頭出水控制

紅綠燈的轉(zhuǎn)換過(guò)程控制手搖晾衣架的控制

光控路燈的控制人工人工自動(dòng)人工人工人工人工自動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)生活中的感應(yīng)車(chē)閘、感應(yīng)門(mén)控制系統(tǒng)的共同特征：控制系統(tǒng)及其特征一個(gè)輸入對(duì)應(yīng)一個(gè)輸出若干環(huán)節(jié)輸入輸出臺(tái)燈的控制電路、燈“開(kāi)與關(guān)”燈“亮與滅”輸入輸出聲控?zé)舻目刂齐娐?、電子開(kāi)關(guān)、燈聲音燈“亮與滅”輸入輸出控制系統(tǒng)的特征控制系統(tǒng)根據(jù)其控制方式的不同控制系統(tǒng)通常分為：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)(openloopcontrolsystem)閉環(huán)控制系統(tǒng)(closedloopcontrolsystem)若干環(huán)節(jié)輸入輸出游泳池的注水控制定時(shí)器設(shè)定注水的時(shí)間進(jìn)水閥門(mén)游泳池游泳池的水位水流量1.人工控制2.定時(shí)器控制開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。

開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)在日常生活中的用途很廣：水位定時(shí)控制系統(tǒng)、十字路口的紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)、樓宇的防盜報(bào)警控制系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)、公園的音樂(lè)噴泉自動(dòng)控制系統(tǒng)等。定義控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響的系統(tǒng)如：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，自動(dòng)烘手機(jī)、定時(shí)紅綠燈等。特征(1)相關(guān)性：系統(tǒng)的輸出量直接受輸入量的控制，不會(huì)對(duì)輸入量產(chǎn)生影響。(2)單向性：信號(hào)（或信息）的傳遞是單向的，總是從輸入端單向傳至輸出端。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的一般方框圖執(zhí)行器被控對(duì)象控制器輸出量輸入量控制量開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)馬上行動(dòng)公共汽車(chē)車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)控制控制器執(zhí)行器被控制對(duì)象（按開(kāi)關(guān)）輸入量（電磁閥）（控制電路）（推動(dòng)活塞）控制量（車(chē)門(mén)）（車(chē)門(mén)開(kāi)或閉）輸出量（人體紅外信號(hào)）輸入量（電機(jī)）（控制電路）（門(mén)）（門(mén)開(kāi)或閉）輸出量控制器執(zhí)行器被控制對(duì)象為了方便人們的出入，一些醫(yī)院、賓館和銀行都安裝了自動(dòng)門(mén)。當(dāng)有人走近大門(mén)時(shí)，大門(mén)就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，如圖所示。當(dāng)有人走近自動(dòng)門(mén)時(shí)，門(mén)上方的紅外線(xiàn)裝置檢測(cè)到人體熱輻射發(fā)出的紅外線(xiàn)信息，控制電路接收到該信號(hào)后，便會(huì)發(fā)出相應(yīng)的指令，啟動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟(或者控制氣動(dòng)裝置，使門(mén)向兩邊打開(kāi))。當(dāng)門(mén)開(kāi)啟之后，控制電路將作出判斷，如果沒(méi)有人在檢測(cè)范圍內(nèi)，就通知電機(jī)做反向運(yùn)轉(zhuǎn)，使門(mén)關(guān)閉?？梢?jiàn)自動(dòng)門(mén)的開(kāi)啟或關(guān)閉只與紅外線(xiàn)裝置是否檢測(cè)到人體發(fā)出的信號(hào)相對(duì)應(yīng)。閉環(huán)控制定時(shí)器設(shè)定注水的時(shí)間進(jìn)水閥門(mén)游泳池游泳池的水位水流量1.人工控制2.定時(shí)器控制定時(shí)器注水控制有什么缺陷？游泳池閉環(huán)控制改進(jìn)水位檢測(cè)裝置控制器進(jìn)水閥門(mén)游泳池實(shí)際水位水流量控制器檢測(cè)水位裝置+-設(shè)定水位比較器游泳池的注水兩種控制方式的比較給定水位進(jìn)水閥門(mén)游泳池實(shí)際水位水流量控制器檢測(cè)水位裝置+-定時(shí)器設(shè)定注水的時(shí)間進(jìn)水閥門(mén)游泳池游泳池的水位水流量開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)2.閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)我們把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱(chēng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)。2.閉環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn)：在系統(tǒng)的輸入量和輸出量之間，還有一條從輸出量返回到輸入端的反饋環(huán)節(jié)，它們形成了一條閉合回路，反饋環(huán)節(jié)使得輸出量的改變對(duì)控制的過(guò)程產(chǎn)生直接影響。信號(hào)傳遞是閉合回路。輸入量輸出量控制器執(zhí)行器被控制對(duì)象閉環(huán)控制系統(tǒng)舉例開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)（光感傳感器）（電機(jī)）（控制電路）（窗簾）（窗簾的開(kāi)或關(guān)）控制量（電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)）閉環(huán)控制系統(tǒng)舉例開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)（設(shè)定溫度）（控制電路）（壓縮機(jī)）（電冰箱）（冰箱內(nèi)實(shí)際溫度）（溫度檢測(cè)裝置）（壓縮機(jī)開(kāi)啟）開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)聲光信號(hào)燈的亮與滅聲光檢測(cè)控制裝置電子開(kāi)關(guān)樓道燈閉環(huán)控制系統(tǒng)舉例控制系統(tǒng)中，將輸出量通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置返回到輸入（feedback）端并與輸入量進(jìn)行比較的過(guò)程就是反饋。什么是反饋？反饋閉環(huán)與開(kāi)環(huán)的比較閉環(huán)控制系統(tǒng)與開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的比較閉環(huán)與開(kāi)環(huán)的比較①有檢測(cè)裝置，一定是閉環(huán)嗎？錯(cuò)誤，開(kāi)環(huán)輸入可以有檢測(cè)裝置；閉環(huán)一定有檢測(cè)裝置；②閉環(huán)開(kāi)環(huán)可以通過(guò)有無(wú)反饋來(lái)區(qū)分？正確誤區(qū)③閉環(huán)開(kāi)環(huán)均會(huì)受到干擾？正確

開(kāi)環(huán)受干擾后影響大；閉環(huán)可以克服干擾，注意，不是消除，是克服。什么是干擾？關(guān)于干擾

在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱(chēng)為干擾（interference）因素。干擾因素都是作用在被控對(duì)象上，其作用是破壞控制系統(tǒng)的平衡干擾因素可能有一個(gè)，也可能有若干個(gè)；干擾因素有自然環(huán)境造成的，也有人為的；幾乎所有控制系統(tǒng)都存在著干擾因素，干擾不可能被杜絕干擾既存在于閉環(huán)控制中，也存在于開(kāi)環(huán)控制中；在一般控制系統(tǒng)中，干擾因素需要被克服。

在有些情況下，卻可以利用干擾因素實(shí)現(xiàn)某種目的。干擾因素黑箱方法（不打開(kāi)）中醫(yī)看病買(mǎi)西瓜檢測(cè)設(shè)備C如圖所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的自動(dòng)干手器原理示意圖，當(dāng)手靠近傳感器時(shí)，傳感器將感應(yīng)信號(hào)發(fā)送給控制器，控制器控制繼電器閉合，電吹風(fēng)開(kāi)始工作。若將電吹風(fēng)看作被控對(duì)象，則執(zhí)行器是（）A.傳感器B.控制器C.繼電器D.插頭汽車(chē)自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)AFS是目前國(guó)際上在車(chē)燈照明上的新技術(shù)之一，它的研發(fā)對(duì)汽車(chē)夜晚行車(chē)安全起到了很大的作用。其工作原理為：傳感器將檢測(cè)到的車(chē)速信號(hào)和方向盤(pán)轉(zhuǎn)角信號(hào)傳遞給ECU，ECU根據(jù)傳感器檢測(cè)到的信號(hào)，控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使前照燈轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度。下列關(guān)于該控制系統(tǒng)說(shuō)法正確的是（）A．該控制系統(tǒng)中存在檢測(cè)裝置B．控制量為前照燈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度C．輸出量為前照燈的實(shí)際角度D．AFS可以在夜晚使用，體現(xiàn)了黑箱方法AD如圖所示的倒車(chē)?yán)走_(dá)是汽車(chē)的安全輔助裝置。工作原理是：雷達(dá)探頭發(fā)出超聲波，一旦超聲波碰上障礙物后便會(huì)反射回來(lái)，此時(shí)系統(tǒng)便會(huì)計(jì)算雷達(dá)探頭與障礙物之間的距離，然后根據(jù)距離的遠(yuǎn)近，蜂鳴器發(fā)出不同頻率的報(bào)警聲，從而幫助駕駛員更好地判斷停車(chē)的位置。關(guān)于該報(bào)警控制系統(tǒng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A.輸出量是超聲波信號(hào)B.被控制對(duì)象是汽車(chē)C.控制器是雷達(dá)探頭D.此控制系統(tǒng)為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)D【2020紹興模擬】3月，紹興本土企業(yè)捐贈(zèng)的通過(guò)式測(cè)溫門(mén)在紹興市人民醫(yī)院安裝到位。當(dāng)受檢人員通過(guò)測(cè)溫門(mén)感應(yīng)區(qū)域時(shí)，紅外裝置檢測(cè)到人體的紅外線(xiàn)信號(hào)通過(guò)比較器與設(shè)定的紅外線(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比較，超過(guò)設(shè)定值時(shí)，控制電路發(fā)出指令，繼電器吸合，紅色信號(hào)燈閃爍的同時(shí)報(bào)警器報(bào)警。下列關(guān)于該通過(guò)式測(cè)溫門(mén)報(bào)警控制系統(tǒng)的分析中說(shuō)法正確的是（）

A.輸入量為紅外線(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度設(shè)定值B.紅外線(xiàn)傳感器檢測(cè)到的是輸出量C.比較器比較的是輸入量和輸出量D.紅色信號(hào)燈和報(bào)警器都是被控對(duì)象A如圖所示是一加熱爐的恒溫自動(dòng)控制示意圖，請(qǐng)回答第9一10題。9.根據(jù)示意圖，熱電偶屬于該控制系統(tǒng)中的（）A.檢測(cè)裝置B.顯示裝置C.被控對(duì)象D.執(zhí)行器D

10.下列關(guān)于該控制系統(tǒng)說(shuō)法正確的是（）A.該控制系統(tǒng)是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)B.加熱器在控制系統(tǒng)中的作用是檢測(cè)溫度并反饋C.調(diào)低設(shè)定溫度或爐體隔熱性能不好會(huì)導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)溫度降低，都是該控制系統(tǒng)的干擾因素D.在加熱爐工作時(shí)，如果爐內(nèi)溫度大大超過(guò)了設(shè)定值，可能的原因是控制器損壞D【2020浙江模擬】如圖所示是恒速行駛系統(tǒng)示意圖，其工作原理是操縱開(kāi)關(guān)和車(chē)速傳感器將信號(hào)送至ECU，ECU根據(jù)這些信號(hào)計(jì)算出節(jié)氣門(mén)的合理開(kāi)度，并給執(zhí)行器發(fā)出信號(hào)調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度，保持汽車(chē)按設(shè)定的車(chē)速行駛。下列關(guān)于該恒速行駛控制系統(tǒng)的分析不正確是（）A.節(jié)氣門(mén)傳感器不是該系統(tǒng)反饋裝置B.路面的坡度是該系統(tǒng)的干擾因素C.控制器為ECU，可對(duì)傳感器的信號(hào)處理分析D.車(chē)速傳感器將信號(hào)傳至ECU，該信號(hào)是系統(tǒng)輸人量2022年1月10.如圖所示是自動(dòng)扶梯上行控制系統(tǒng)示意圖。紅外傳感器檢測(cè)到乘客進(jìn)入扶梯時(shí)，控制器控制電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)扶梯快速運(yùn)行，乘客離開(kāi)后，扶梯慢速運(yùn)行。關(guān)于該控制系統(tǒng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.紅外傳感器起反饋?zhàn)饔肅.執(zhí)行器是扶梯B.被控對(duì)象是電動(dòng)機(jī)D.控制方式屬于開(kāi)