控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式 省賽獲獎(jiǎng)

二、控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式學(xué)習(xí)目標(biāo)1.分析典型案例,熟悉簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡(jiǎn)單的工作過(guò)程2.熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成,能畫(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)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.1、控制系統(tǒng)2、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)3、閉環(huán)控制系統(tǒng)日常生活中的控制舉例:1、拔動(dòng)教室電燈開(kāi)關(guān)，燈的亮與不亮與手動(dòng)有關(guān)。2、聲控?zé)?，?dāng)有聲音時(shí)燈亮。3、紅外感應(yīng)出水龍頭，手靠近水龍頭出水，離開(kāi)則不出水。4、賓館自動(dòng)門(mén)，當(dāng)有人進(jìn)入，門(mén)自動(dòng)打開(kāi)。一、控制系統(tǒng)5、自行車(chē)的動(dòng)力控制系統(tǒng)，腳蹬的快，速度快這些控制現(xiàn)象有什么共同特征？輸入與輸出之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系

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)就構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng),稱為控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的輸出與輸入之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。一個(gè)輸入對(duì)應(yīng)著一個(gè)輸出?？刂葡到y(tǒng)的特征自行車(chē)的傳動(dòng)（或動(dòng)力）控制系統(tǒng)

腳蹬、曲柄、鏈輪、中軸、鏈條、飛輪腳踩的力（輸入）自行車(chē)行駛的速度（輸出）踩動(dòng)腳蹬的力越大，車(chē)輪的轉(zhuǎn)速就越快。自行車(chē)的制動(dòng)（或剎車(chē)）控制系統(tǒng)是怎樣的呢？思考：電燈的控制:電路、燈“開(kāi)與關(guān)”燈“亮與滅”輸入輸出電風(fēng)扇的控制:電路、電機(jī)、扇葉風(fēng)速擋位風(fēng)速輸入輸出P102馬上行動(dòng)吧！是否屬于控制系統(tǒng)輸入輸出電飯煲脫粒機(jī)紅外線自動(dòng)水龍頭是通電信號(hào)溫度是是通電信號(hào)檢測(cè)到人手信號(hào)脫粒量出水量二、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)游泳池注水控制系統(tǒng)方框圖：游泳池進(jìn)水閥門(mén)定時(shí)器設(shè)定注水時(shí)間（輸入）水流量游泳池的水位（輸出）1、閱讀P103頁(yè)游泳池注水控制系統(tǒng)2、什么是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)

——如果控制系統(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)稱為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng),它的特征是輸入量決定輸出量（系統(tǒng)的輸出量?jī)H受輸入量控制），輸入量到輸出量之間的信號(hào)是單向傳遞。案例分析：自動(dòng)門(mén)自動(dòng)門(mén)的動(dòng)作過(guò)程是怎樣的？當(dāng)門(mén)口沒(méi)有人時(shí)，門(mén)是關(guān)著的；當(dāng)有人來(lái)門(mén)口時(shí)，門(mén)打開(kāi)；當(dāng)人離開(kāi)門(mén)口后一段時(shí)間，門(mén)又關(guān)閉。自動(dòng)門(mén)如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)、關(guān)的呢？電機(jī)自動(dòng)門(mén)控制電路門(mén)的開(kāi)啟或關(guān)閉人體熱輻射轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)控制電路紅外傳感器控制器執(zhí)行器紅外傳感器自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的方框圖控制量被控對(duì)象被控對(duì)象執(zhí)行器控制器輸入量控制量輸出量簡(jiǎn)單開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖控制器：即對(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：即直接對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的裝置或元件?？刂屏浚杭磮?zhí)行器的輸出信號(hào)。輸入量：即控制系統(tǒng)的給定量。輸出量：即控制系統(tǒng)所要控制的量，也是控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)。被控對(duì)象：即控制系統(tǒng)中所要求控制的裝置和生產(chǎn)過(guò)程。歸納總結(jié)三、閉環(huán)控制系統(tǒng)1、游泳池注水或樓頂水箱注水，時(shí)間到了可是有時(shí)水滿了，有時(shí)卻未滿，怎么辦？游泳池注水控制系統(tǒng)方框圖：游泳池進(jìn)水閥門(mén)控制器給定水位水流量游泳池的水位（輸出）檢測(cè)裝置比較器+-1、閱讀P105頁(yè)游泳池注水控制系統(tǒng)2、什么是閉環(huán)控制系統(tǒng)——可以把輸出量返回到輸入端與給定值進(jìn)行比較，構(gòu)成一條閉合回路。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)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。（輸入）3、閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖檢測(cè)裝置被控對(duì)象執(zhí)行器控制器比較器被控量給定量控制量+－

檢測(cè)裝置測(cè)量出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端，由比較器將給定量與所檢測(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)控制命令，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)。工作過(guò)程：家用電冰箱的結(jié)構(gòu)和制冷原理圖組成：壓縮機(jī)、冷卻器和散熱器，它們之間用一根管道相連。管道里裝有一種沸點(diǎn)很低的制冷劑。壓縮機(jī)在管道的底部，它使制冷劑不斷地在管道里循環(huán)。制冷劑流動(dòng)到狹窄的毛細(xì)管時(shí)，受到強(qiáng)大壓力，由氣態(tài)變成液態(tài)，通過(guò)散熱器對(duì)外放出熱量。當(dāng)制冷劑通過(guò)較粗的管道組成的冷卻器時(shí)，由于壓力突然降低，制冷劑由液態(tài)立即變?yōu)闅鈶B(tài)，從而吸收電冰箱內(nèi)的熱量，使電冰箱內(nèi)的溫度降低，達(dá)到制冷的效果。

根據(jù)冰箱內(nèi)放置食物的保存要求，預(yù)先設(shè)置一個(gè)恰當(dāng)?shù)睦洳販囟?。由電子電路組成,核心部件是一個(gè)微處理器——微型電腦。能對(duì)預(yù)置設(shè)定的溫度和輸出中檢測(cè)到的溫度進(jìn)行比較、分析和判斷，并發(fā)出命令。由電磁繼電器組成。當(dāng)它接到“接通”壓縮機(jī)指令時(shí)，便接通壓縮機(jī)工作電路。當(dāng)它接到“停止”的指令時(shí)，繼電器便斷開(kāi)壓縮機(jī)的工作電路。主要由溫度傳感器組成。溫度傳感器裝在冷藏室內(nèi)，它將檢測(cè)到的冰箱冷藏溫度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)并反饋到電子控制系統(tǒng)的控制（處理）部分。輸入：控制器：執(zhí)行器：檢測(cè)與反饋：——當(dāng)接通電源后，控制電路命令執(zhí)行器接通壓縮機(jī)工作電路，制冷劑不斷地在管道中循環(huán)，并吸收電冰箱內(nèi)的熱量，使電冰箱內(nèi)的溫度下降。同時(shí)，冷藏室內(nèi)的溫度傳感器不斷地檢測(cè)箱內(nèi)溫度，并把溫度變化的電信號(hào)反饋到控制（處理）部分，控制部分對(duì)預(yù)置的溫度和反饋的溫度進(jìn)行比較、分析、處理。當(dāng)電冰箱內(nèi)的溫度達(dá)到設(shè)定的溫度時(shí)，控制部分發(fā)出指令給電磁繼電器，繼電器立即切斷壓縮機(jī)工作電路，制冷工作停止?！?dāng)電冰箱內(nèi)溫度回升并超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)，電子控制電路又發(fā)出指令，使電磁繼電器接通壓縮機(jī)工作電路，壓縮機(jī)重新工作并進(jìn)行制冷。電冰箱閉環(huán)電子控制系統(tǒng)方框圖：馬上行動(dòng)1、根據(jù)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別進(jìn)行分析、判斷，在你認(rèn)為正確的表格中打開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)家用縫紉機(jī)的縫紉速度控制系統(tǒng)空調(diào)溫度控制系統(tǒng)