控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式2016

控制與設(shè)計(jì)控制的手段與應(yīng)用控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施復(fù)習(xí)提問(wèn)P101練習(xí)3自行車的制動(dòng)系統(tǒng)由哪些部件構(gòu)成？剎車柄、剎車連桿、軟鋼絲、車閘、剎車橡皮等。自行車的制動(dòng)控制系統(tǒng)由上述多個(gè)部件構(gòu)成，通過(guò)各部件的有機(jī)組合，達(dá)到制動(dòng)目的。那么什么是控制系統(tǒng)呢？控制系統(tǒng)自行車傳動(dòng)系統(tǒng)由哪些部件構(gòu)成？腳蹬、曲柄、鏈輪、中軸、鏈條、飛輪等腳踩的力（輸入）腳蹬、曲柄、鏈輪中軸、鏈條、飛輪自行車行駛的速度（輸出）電風(fēng)扇風(fēng)速的檔位電機(jī)扇葉風(fēng)速輸入輸出電風(fēng)扇的風(fēng)速控制一、控制系統(tǒng)任何一種控制的實(shí)現(xiàn)，都要通過(guò)若干個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置就構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)?？刂平⒌氖禽斎肱c輸出之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。輸出對(duì)應(yīng)的是控制的目標(biāo)，輸入與中間環(huán)節(jié)都是控制的手段

請(qǐng)指出下列控制系統(tǒng)中的輸入、輸出分別是什么？控制系統(tǒng)輸入輸出電飯煲電動(dòng)脫粒機(jī)

紅外線自動(dòng)水龍頭接通電源的電信號(hào)鍋內(nèi)的溫度脫粒的量人手的紅外信號(hào)水龍頭的出水量馬上行動(dòng)（P102)接通電源的電信號(hào)游泳池注水控制系統(tǒng)：設(shè)定注入時(shí)間定時(shí)器游泳池的水位（輸入）（輸出）進(jìn)水閥游泳池水流量如果進(jìn)水管的進(jìn)水量是均勻的，游泳池中的水位高度與進(jìn)水的時(shí)間是一一對(duì)應(yīng)的。我們可以在注水口處裝一個(gè)定時(shí)器，通過(guò)定時(shí)器來(lái)控制注水的水位。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)案例分析（P103）：自動(dòng)門的控制系統(tǒng)控制電路紅外裝置檢測(cè)人體熱輻射發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)開(kāi)門或關(guān)門電動(dòng)機(jī)自動(dòng)門轉(zhuǎn)動(dòng)輸入輸出案例分析：水泵抽水控制系統(tǒng)以前，農(nóng)民種植莊稼，遇到干旱天氣，給農(nóng)田灌溉是件困難的事，有些地方只能“靠天吃飯”?，F(xiàn)在，通過(guò)引水工程，采用水泵抽水進(jìn)行灌溉，解決了農(nóng)田灌溉的難題，告別了“靠天吃飯”的歷史。接通電源電機(jī)水泵水流量水管水管排水其控制系統(tǒng)的工作過(guò)程如下圖所示： 通過(guò)上述兩個(gè)案例可以看出，輸入量決定輸出量，但控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這就是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。對(duì)于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，用方框圖描述如下：輸入量控制器執(zhí)行器控制量被控對(duì)象輸出量開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)自動(dòng)門自動(dòng)門的控制系統(tǒng)控制電路電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)紅外裝置檢測(cè)到人體熱輻射發(fā)出的信號(hào)門開(kāi)/關(guān)控制器執(zhí)行器被控對(duì)象被控量控制量輸出量輸入量輸入量：使系統(tǒng)具有預(yù)定功能的量即給定量

控制器：對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件執(zhí)行器：直接對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的裝置或元件控制量：執(zhí)行器的輸出信號(hào)，如流過(guò)閥門水量。被控對(duì)象：需要控制的裝置或生產(chǎn)過(guò)程輸出量：需要進(jìn)行控制的量，也是控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)大型音樂(lè)噴泉輸入量（音樂(lè)信號(hào)）控制器（聲控裝置）執(zhí)行器（閥門）被控對(duì)象（噴嘴）輸出量（噴水與否）控制量（開(kāi)、關(guān)）

公共汽車車門的開(kāi)關(guān)控控制：公共汽車車門的開(kāi)關(guān)控制是氣動(dòng)控制．司機(jī)操作開(kāi)關(guān)裝置，電流控制“電磁閥”的啟閉，通過(guò)電磁閥決定壓縮空氣的流向，最后由壓縮空氣推動(dòng)活塞開(kāi)門或關(guān)門。賓館、酒店的自動(dòng)叫醒服務(wù)是一個(gè)開(kāi)環(huán)定時(shí)控制系統(tǒng)。

⑴畫(huà)出它的工作過(guò)程方框圖。探究：P105第１題⑵若因某原因使該系統(tǒng)計(jì)時(shí)比每小時(shí)快４秒，那么系統(tǒng)能否自動(dòng)調(diào)整？叫醒服務(wù)的時(shí)間是否準(zhǔn)確？（時(shí)間設(shè)定）（電話鈴聲）不能，不準(zhǔn)確！P105第２題火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由火災(zāi)探測(cè)器、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警部件和報(bào)警控制器組成?；馂?zāi)探測(cè)器包括感煙探測(cè)器和感溫探測(cè)器；現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警部件包括警鈴、訊響器、報(bào)警門燈等；報(bào)警控制器按顯示方式的不同可分為數(shù)碼顯示和液晶漢顯兩種不同的類型。探究：感煙探測(cè)器報(bào)警控制器報(bào)警部件煙霧信號(hào)報(bào)警信號(hào)控制量（電流）睜開(kāi)眼睛畫(huà)閉上眼睛畫(huà)小游戲思考：閉上眼睛畫(huà)與睜開(kāi)眼睛畫(huà)的區(qū)別在哪里？為什么？

1、閉著眼睛畫(huà)：人腦控制手畫(huà)表情：人腦——手——畫(huà)表情控制過(guò)程中，沒(méi)有反饋環(huán)節(jié)，不能對(duì)控制結(jié)果加以修正、調(diào)節(jié)。是個(gè)單程的控制流向（單向）。這種控制，稱為開(kāi)環(huán)控制。分析原因：人腦——手——畫(huà)表情|2、睜著眼睛畫(huà)：|———

眼睛—————|人腦控制手畫(huà)表情，在此過(guò)程中，眼睛可以把手的位置及畫(huà)的效果及時(shí)反饋給大腦，使得大腦準(zhǔn)確精細(xì)的控制手去畫(huà)好鼻子?？刂七^(guò)程中有反饋環(huán)節(jié)可以把控制結(jié)果反饋給人腦，控制流向形成了閉合回路。這種控制稱為閉環(huán)控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)1、什么是閉環(huán)控制系統(tǒng)？——能對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)信號(hào)反饋到控制處理部分，從而對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生影響。在開(kāi)環(huán)控制方式下，如果進(jìn)水變小了，游泳池中的水就沒(méi)有加夠。如果進(jìn)水變大了，游泳池中的水就會(huì)滿出，造成水源浪費(fèi)。在游泳池中增加一個(gè)檢測(cè)水位的裝置，根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)與給定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際水位低，繼續(xù)進(jìn)水，否則，關(guān)閉進(jìn)水閥。游泳池注水控制系統(tǒng)：（改進(jìn)后方案）×給定水位比較器控制器進(jìn)水閥門游泳池檢測(cè)裝置游泳池水位水流量﹢﹣案例分析：空調(diào)器溫度控制系統(tǒng)

炎炎夏日，人們采取各種消暑措施消暑，空調(diào)是第一選擇。那么，空調(diào)器是如何控制溫度的呢？它的工作過(guò)程又如何呢？

如設(shè)定溫度為25oC，室內(nèi)溫度如果高于25oC，那么空調(diào)通過(guò)比較，控制電路發(fā)出信號(hào)促使壓縮機(jī)進(jìn)行工作；當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，控制電路發(fā)出信號(hào)，壓縮機(jī)停止工作，風(fēng)扇照常工作。因此，空調(diào)溫度控制系統(tǒng)中有從輸出端返回到輸入端的信息反饋，它是閉環(huán)控制系統(tǒng)。請(qǐng)根據(jù)空調(diào)器的工作過(guò)程，試畫(huà)出其溫度控制系統(tǒng)的方框圖?？照{(diào)器溫度控制系統(tǒng)方框圖如下：×設(shè)定溫度比較器控制電路壓縮機(jī)空調(diào)器檢測(cè)裝置輸出溫度空氣溫度﹢﹣閉環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)就是把系統(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)。給定量比較器控制器執(zhí)行器被控對(duì)象檢測(cè)裝置被控量×控制量﹢﹣簡(jiǎn)單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖如下：檢測(cè)裝置：測(cè)量出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端比較器：

它將給定量與所檢測(cè)的被控量進(jìn)行比較，

求出偏差值；控制器：

將這一偏差值進(jìn)行運(yùn)算處理，并向執(zhí)行器

下達(dá)控制指令；執(zhí)行器：

根據(jù)指令對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，從而使被控

量穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。閉環(huán)控制各環(huán)節(jié)的功能馬上行動(dòng)：P106

判斷下列控制系統(tǒng)是否屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)，畫(huà)出方框圖。常開(kāi)(斷開(kāi))接點(diǎn)聲傳感控制器輸入量燈泡輸出量否否是是傳動(dòng)裝置縫紉機(jī)踏板輸入量縫紉部件輸出量×設(shè)定溫度比較器控制電路壓縮機(jī)冷藏室檢測(cè)裝置輸出溫度空氣溫度﹢﹣×給定量比較器控制電路（時(shí)序控制裝置）紅綠燈檢測(cè)裝置燈亮、滅時(shí)序電流﹢﹣傳動(dòng)裝置縫紉機(jī)踏板輸入量縫紉部件輸出量×設(shè)定溫度比較器控制電路壓縮機(jī)冷藏室檢測(cè)裝置輸出溫度空氣溫度﹢﹣常開(kāi)

(斷開(kāi))接點(diǎn)聲傳感

控制器輸入量燈泡輸出量×給定量比較器控制電路（時(shí)序控制裝置）紅綠燈檢測(cè)裝置燈亮、滅時(shí)序電流﹢﹣P107練習(xí)重錘

出汽孔

壓力鍋

鍋內(nèi)壓力重錘重力重錘出汽量

1、家用高壓鍋安全閥上有一個(gè)重錘，它平時(shí)壓在高壓鍋的排氣孔上。當(dāng)高壓鍋內(nèi)溫度升高時(shí)，鍋內(nèi)氣體的壓力增大，超過(guò)一定值時(shí)，南于鍋內(nèi)氣體壓力的作用，重錘被頂起蒸汽不停地從排氣孔向外冒，使高壓鍋內(nèi)氣體的壓力下降到安全值范圍內(nèi)。第2題、對(duì)于糧庫(kù)的溫度和濕度自動(dòng)控制，一般采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，增設(shè)定時(shí)檢測(cè)溫度和濕度的裝置，與給定的溫度和濕度值比較，當(dāng)