閉環(huán)控制系統(tǒng)

第四單元控制與設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)1.我們把控制系統(tǒng)分為：開環(huán)控制制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。2.什么是開環(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，稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。3.開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖是：案例１：炮彈的控制系統(tǒng)在這炮彈的控制系統(tǒng)中有兩種情況：一種是不進(jìn)行調(diào)整只是按設(shè)定的距離開炮，沒有因素影響可以打中對(duì)方，但要是有干擾或者有其它因素影響那就打不中對(duì)方了，達(dá)不到目的。另一種是加了一個(gè)（偵察兵）把控制系統(tǒng)的輸出量（炮彈落的位置）返回到輸入端（大炮到對(duì)方距離）進(jìn)行比較，并對(duì)控制進(jìn)行調(diào)整的環(huán)節(jié)，使能準(zhǔn)確打中對(duì)方。案例２：臺(tái)燈①可充電臺(tái)燈的控制系統(tǒng)可充電臺(tái)燈只是開燈就亮，非常簡(jiǎn)單,但是亮度不能調(diào)節(jié)。②可調(diào)臺(tái)燈的控制系統(tǒng)可調(diào)臺(tái)燈亮度可調(diào)，它通過(guò)人的眼睛不斷檢測(cè)燈的亮度，并與人眼睛感覺舒適的亮度進(jìn)行對(duì)比而進(jìn)行調(diào)整，使之達(dá)到人想要的亮度。這兩臺(tái)臺(tái)燈在控制中有什么不同?游泳池的注水控制定時(shí)器設(shè)定注水的時(shí)間進(jìn)水閥門游泳池游泳池的水位水流量定時(shí)器注水控制有什么缺陷？游泳池的注水控制的改進(jìn)水位檢測(cè)裝置控制器進(jìn)水閥門游泳池實(shí)際水位水流量控制器檢測(cè)裝置+-設(shè)定水位閉環(huán)控制系統(tǒng)把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入并對(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)?？刂破鲌?zhí)行器被控對(duì)象給定值被控量干擾信號(hào)+反饋環(huán)節(jié)-擴(kuò)展思考可調(diào)臺(tái)燈亮度是經(jīng)過(guò)人的眼睛不斷檢測(cè)燈的亮度與人眼睛感覺舒適的亮度進(jìn)行對(duì)比而進(jìn)行調(diào)整,使達(dá)到人想要的亮度,但不方便,一定要有人調(diào)節(jié)才行。思考：能不能設(shè)計(jì)出不用人調(diào)節(jié)就能達(dá)到目的的控制？閉環(huán)控制在日常生活中應(yīng)用閉環(huán)控制在日常生活中應(yīng)用舉例

(1)電熱水壺的溫度控制(2)電熱器的溫度控制(3)飲水機(jī)的溫度控制(4)馬桶水位控制(5)空調(diào)器的溫度控制(6)太陽(yáng)能熱水器的溫度控制(7)電冰箱的溫度控制小結(jié)與作業(yè)

1.什么是閉環(huán)控制系統(tǒng)？2.閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖。3.體驗(yàn)閉環(huán)控制在日常生活中應(yīng)用。

【答案】A

【解析】該控制系統(tǒng)能將水溫保持在設(shè)定值，這說(shuō)明當(dāng)水溫達(dá)不到設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)加熱功能；當(dāng)水溫達(dá)到設(shè)定值時(shí)，電水壺自動(dòng)斷電，停止加熱。這說(shuō)明實(shí)際水溫通過(guò)檢測(cè)器的檢測(cè)返回輸入端影響控制過(guò)程，屬于閉環(huán)控制。在整個(gè)控制中都是不需要人直接參與，為自動(dòng)控制。控制方框圖如下：【例1】(2011年3月浙江省高考)如圖所示為一款具有保溫功能的電水壺，按下保溫按鈕，能將水溫保持在設(shè)定值，該保溫控制系統(tǒng)的控制手段和控制方式屬于(

)A．自動(dòng)控制、閉環(huán)控制B．自動(dòng)控制、開環(huán)控制C．手動(dòng)控制、閉環(huán)控制D．手動(dòng)控制、開環(huán)控制【變式訓(xùn)練】1.(2012年3月浙江省高考)如圖所示是一款太陽(yáng)能飯盒，每個(gè)飯盒都有獨(dú)立的溫度控制系統(tǒng)，當(dāng)飯煮熟后，自動(dòng)進(jìn)入保溫狀態(tài)，該飯盒溫度控制系統(tǒng)的控制手段和控制方式屬于(

)A．手動(dòng)控制、開環(huán)控制B．自動(dòng)控制、閉環(huán)控制C．自動(dòng)控制、開環(huán)控制D．手動(dòng)控制、閉環(huán)控制【答案】B【解析】根據(jù)題意，該飯盒溫度控制系統(tǒng)不需要人直接參與，因此屬于自動(dòng)控制。關(guān)于控制方式的選擇，該太陽(yáng)能飯盒的控制目的在于保持飯盒內(nèi)的溫度，因此溫度控制也就是把溫度保持在一定范圍內(nèi)，若盒內(nèi)溫度與設(shè)定值有偏差，飯盒將自動(dòng)加熱至設(shè)定溫度，這就存在比較和反饋，因此屬于閉環(huán)控制。【例2】(2011年9月浙江省高考)如圖所示感應(yīng)水龍頭的出水控制系統(tǒng)為開環(huán)控制，當(dāng)手靠近感應(yīng)區(qū)域時(shí)，水就會(huì)自動(dòng)流出。下列判斷中正確的是(

)A．該控制系統(tǒng)有檢測(cè)環(huán)節(jié)B．該控制系統(tǒng)有反饋環(huán)節(jié)C．該控制系統(tǒng)的控制器是水龍頭D．該控制系統(tǒng)能保持出水量穩(wěn)定【解析】本題考查對(duì)控制系統(tǒng)的理解。A項(xiàng)，因題目中當(dāng)手靠近感應(yīng)區(qū)域時(shí)，水就會(huì)自動(dòng)流出。一般為紅外線檢測(cè)。A正確?！敬鸢浮緼【例3】(2012年3月浙江高考第19題)如圖所示是電熱水器溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的示意圖，當(dāng)熱電偶測(cè)到水溫低于設(shè)定值，控制電路接通加熱絲，加熱儲(chǔ)水箱中的水，使水溫達(dá)到設(shè)定值，關(guān)于該控制系統(tǒng)的組成，下列說(shuō)法中不正確的是(

)A．被控對(duì)象是水箱中的水B．控制器是加熱絲C．被控量是出水溫度D．設(shè)定量是所要求的水溫【解析】從題干中“使水溫達(dá)到設(shè)定值”文字中，可以確定這是閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)控制系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)的概念和從題干中“控制電路接通加熱絲，加熱儲(chǔ)水箱中的水”等文字中，可以輕松知道控制器是控制電路，執(zhí)行器是加熱絲；從該控制系統(tǒng)的名稱“電熱水器溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)”可知，被控對(duì)象是水箱或水箱中的水?！敬鸢浮緽【變式訓(xùn)練】

2.如圖所示是一款可以定時(shí)的臺(tái)燈。將拉繩拉到設(shè)定時(shí)間位置，打開燈的同時(shí)定時(shí)器開始工作，到達(dá)設(shè)定時(shí)間開關(guān)斷開，將燈熄滅。關(guān)于這款臺(tái)燈的控制系統(tǒng)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．執(zhí)行器是臺(tái)燈B．控制器是拉繩C．輸入量是設(shè)定時(shí)間D．控制量是臺(tái)燈的亮度【答案】C【解析】該控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器是開關(guān)，控制器是定時(shí)裝置，控制量是開關(guān)的通與斷也可以說(shuō)是電流量；定時(shí)臺(tái)燈其輸入量是設(shè)定的定時(shí)時(shí)間?！咀兪接?xùn)練】3.[2012年3月合卷上機(jī)版高考技術(shù)試題第14題]如圖所示是汽車倒車?yán)走_(dá)示意圖，當(dāng)汽車倒車至障礙物一定距離時(shí)，雷達(dá)偵測(cè)器將偵測(cè)到的信號(hào)輸人主機(jī)，主機(jī)控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，并在顯示器上顯示