資源簡介

(共25張PPT)
控制系統的工作過程與方式
目錄
CONTENTS
控制系統
開環控制系統
閉環控制系統
課堂小結
課堂練習
控制系統
任何一種控制的實現，都要通過若干個
環節共同實現，這些環節所涉及的裝置就
構成了一個系統，稱為控制系統。
Part
01
02
03
電風扇風速的擋位
（輸入）
.
01
電風扇的風速控制系統
光控路燈
雨天自動關閉窗戶的裝置
控制系統
電機、扇葉
風速
（輸出）
外界光線的強弱
（輸入）
.
光控開關、燈泡
燈泡的亮與熄（輸出）
雨水
（輸入）
.
感濕器、電動機、窗戶
窗戶的關閉
（輸出）
任何一種控制的實現，都要通過若干個環節，這些環節就構成了一個系統，稱為控制系統。
控制系統
輸入量
控制環節
輸出量
控制系統的輸出與輸入有一定的對應關系。
控制系統
控制系統的組成
控制器 執行器 被控對象 反饋
控制系統的工作過程是怎么樣的
思考
馬上行動（P102)：請指出下列控制系統中的輸入、輸出分別是什么？
控制系統
控制系統 輸入 輸出
電風扇風速控制
電飯煲
脫粒機
紅外線自動水龍頭
調速器或擋位
風扇的轉速
電源的電信號
鍋內的溫度
電源的電信號
脫粒的量
人手的紅外信號
水龍頭的出水量
注意：在這本書中主要研究開環控制系統和閉環控制系統
控制系統的分類
控制系統
按照系統的控制方式分為
開環控制系統
閉環控制系統
按照系統功能分為
溫度控制
壓力控制
位置控制……
按照系統性能分為：線性系統和非線性系統、連續系統和離散系統、定常系統和時變系統、確定系統和不確定系統等
思考
小游戲
控制系統
有兩臉，“四官俱全”，沒有鼻子。請同學來“填”鼻子，一次，睜著眼睛畫，另一次閉著眼睛畫。
兩次最大的不同在哪里
分析原因
控制系統
1、閉著眼睛畫：開環控制
人腦控制手畫鼻子：人腦——手——畫鼻子
控制過程中，沒有反饋環節，不能對控制結果加以修正、調節。是個單程的控制流向。這種控制，稱為開環控制。
2、睜著眼睛畫：閉環控制
人腦控制手畫鼻子，在此過程中，眼睛可以把手的位置及畫的效果及時反饋給大腦，使得大腦準確精細的控制手去畫好鼻子。控制過程中有反饋環節可以把控制結果反饋給人腦，控制流向形成了閉合回路。這種控制稱為閉環控制。 人腦——手——畫鼻子
|———眼睛—————|
開環控制系統
Part
章 節
02
控制系統的輸出量不對系統的控
制產生任何影響的控制系統，稱
為開環控制系統。
開環控制系統
游泳池的定時注水控制系統 p103
定時器
進水閥門
游泳池
水流量
設定注水時間
游泳池的水位
開環控制系統的方框圖：
開環控制系統
開環控制系統
在控制系統中，為了分析的方便，常采用方框來表示系統的環節，用單向信號線來表示系統信號傳遞的方向，這種圖稱為控制系統的方框圖，它表示了系統的各個環節在系統中的位置、功能和相互之間的關系。
控制器
執行器
被控對象
給定值
被控量
控制量
開環控制系統
概念
輸入量
對控制對象所產生作用
控制器—發出控制命令的裝置或元件
被控對象--命令的作用對象
被控量(輸出量)—控制系統所要控制的量,也是控制系統的輸出信號
控制量
執行器---直接對被控對象進行控制的裝置或元件
給定量
開環控制系統
案例分析：自動門的控制系統p103
控制
電路
電機
自動門
轉動
紅外裝置是否檢測到人體熱輻射發出的信號
門的開/關
控制器
執行器
被控對象
被控量
控制量
開環控制系統，信號的傳遞是單向的。
閉環控制系統
Part
章 節
03
閉環控制系統
游泳池水位控制系統 p103
檢測裝置
控制器
進水閥門
游泳池
給定水位
水流量
比較器
游泳池水位
閉環控制系統
空調器溫度控制系統方框圖如下：
×
設定溫度
比較器
控制電路
壓縮機
空調器
檢測裝置
輸出溫度
制冷量
﹢
﹣
閉環控制系統
穿針引線的動作過程也可看作是閉環控制系統p111
線的位置
大腦
手
針、線
眼睛
線
與
孔
針
對
準
閉環控制系統
練一練
在工農業生產以及日常生活應用中，常常會需要對容器中的液位（水位）進行自動控制。比如自動控制水箱、水池、水槽、鍋爐等容器中的蓄水量，生活中抽水馬桶的自動補水控制、自動電熱水器、電開水機的自動進水控制等。其系統都為一般的閉環控制系統。
×
給定水位
比較器
控制器
進水閥門
水箱
檢測裝置
水箱水位
水流量
﹢
﹣
水箱的水位自動控制示意圖
課堂練習
Part
04
課堂練習
P106判斷下列控制系統是否屬于閉環控制系統，畫出方框圖。
控制系統 是否屬于閉環控制系統 方框圖
家用縫紉機的縫紉速度控制系統
電冰箱的溫度控制系統
走到路燈的聲光控制系統
交通路口紅綠燈自動控制系統（根據車流量大小改變紅綠燈時間）系統
否
是
否
是
腳踏板
傳動裝置
縫紉機
腳踩的力
縫紉轉速
聲-光傳感器
觸點延時開關
走道燈
燈亮/滅
有/無聲音
×
設定溫度
比較器
控制電路
壓縮機
空調器
檢測裝置
輸出溫度
制冷量
﹢
﹣
×
設定車流量
比較器
控制電路
計時器
紅綠燈
檢測裝置
輸出紅綠
燈時間
時間
﹢
﹣
課堂練習
練一練
1以下四個控制系統,哪個一定是閉環控制系統 ( )
A.電冰箱 B.電燈 C.自動門 D.電梯
2下面控制系統中不屬于開環控制的有( )
A.電風扇機械定時開關控制系統 B.電子門鈴
C.自動門 D.空調溫度控制系統
A
D
課堂小結
Part
章 節
05
閉環控制系統
課堂小結
控制器
執行器
被控對象
給定值
被控量
控制量
2、開環控制系統
3、閉環控制系統
反饋環節
控制器
執行器
被控對象
給定值
被控量
控制量
比較器
1、控制系統、開環控制系統、閉環控制系統的概念
謝謝欣賞

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