資源簡介

第四單元 控制與設計
一、內容標準
（1）理解控制的含義及其在生產和生活中的應用。
（2）分析典型的案例，了解手動控制、自動控制，熟悉簡單的開環控制系統和閉環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。
（3）能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖，理解其中的控制器、執行器等環節的作用，熟悉反饋環節的作用。
（4）能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素，并作分析。
（5）了解簡單的被控制對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制設計的方案。
（6）能根據開環控制系統的設計方案，制作一個控制裝置；或者能根據簡單閉環控制系統的設計方案進行實施或模擬實施，學會調試運行，提出改進方案。
二、知識結構
1、控制：人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發展。
◇任何一種控制都是有目的、有對象、有手段的。
◇從控制過程中人工干預的情形來分，控制有 和 。
2、控制系統組成：傳感器、控制器、執行器、被控對象。
3、控制系統分類：
控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，這種控制系統為 。
控制系統中輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對控制構成產生影響，這中控制系統為 。
輸入量：控制系統的給定量。
輸出量：控制系統所要控制的量，也是控制系統的輸出信號。
被控對象：控制系統中所要求控制的裝置或生產過程。
執行器：直接對被控對象進行控制的裝置或元件。
控制器：對輸入信號進行處理并發出控制命令的裝置或元件。
控制量：執行器的輸出信號。
開環控制系統方框圖：P104
閉環控制系統方框圖：P106
4、干擾因素：在控制系統中，除輸入量以外引起被控量變化的各種因素。
反饋：控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入端并與輸入端進行比較的過程。
閉環控制系統的工作過程：系統的輸入端與輸出端之間存在 回路，輸出量隊控制過程產生影響的控制系統。其核心是：通過反饋來減少被控量（輸出量）的偏差。
5、閉環控制系統與開環控制系統的比較：開環控制結構簡單，控制精度低。閉環控制結構復雜，控制精度高，可以糾偏。
課本上相關的開環控制系統
○十字路口的紅綠燈定時控制系統 ○樓宇的防盜報警系統
○火災自動報警系統 ○公園音樂噴泉自動控制系統
○自動門的控制系統 ○自動聲光控燈控制系統
○自動烘手機控制系統 ○水泵抽水控制系統
○賓館酒店的自動叫服務系統 ○家用縫紉機速度控制系統
○家用壓力鍋壓力控制系統 ○希羅自動門控制系統
○普通家用電飯煲的煮飯系統 ○公共汽車車門開關系統
○電吹風的控制系統
課本上相關的閉環控制系統
●游泳池水位控制系統 ●電冰箱的溫度控制系統
●交通路口紅綠燈自動控制(根據車流量大小改變紅綠燈時間)系統
●蔬菜大棚的溫度控制系統 ●視力保護提醒器
●供水水箱的水位自動控制系統 ●加熱爐的溫度自動控制系統
●花房的溫度控制系統 ●可調光臺燈的亮度控制系統
●抽水馬桶水箱的自動控制系統

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