資源簡(jiǎn)介

第四章 控制及其設(shè)計(jì)
4.4 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
任務(wù)二 設(shè)計(jì)與實(shí)施雨水收集池水位控制系統(tǒng)
1、情境導(dǎo)入
下雨天，雨水收集池的水位不斷升高，當(dāng)水位升至溢水口時(shí),聲音報(bào)警裝置啟動(dòng)，同時(shí)水泵開始向位于高處的蓄水箱抽水。當(dāng)雨水收集池的水位降到水池高度的1/4時(shí),應(yīng)停止抽水。
閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
閉環(huán)控制系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)不同的控制目的，要求往往也不一樣。對(duì)于簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統(tǒng)，有以下基本要求:
第一，一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)正常工作，首先必須是穩(wěn)定的。如輸出量發(fā)生偏離,系統(tǒng)通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整使被控量回到平衡狀態(tài)，系統(tǒng)的這種調(diào)整過(guò)程有可能使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩。若振蕩呈逐漸衰減趨勢(shì)，能很快穩(wěn)定下來(lái)，還屬于穩(wěn)定系統(tǒng)，否則就是不穩(wěn)定系統(tǒng)。
第二，控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)的輸出量與給定值之差應(yīng)控制在允許范圍之內(nèi)。
第三，閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。
在進(jìn)行閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，幾項(xiàng)控制要求之間往往會(huì)產(chǎn)生矛盾，而要結(jié)合具體問(wèn)題全面解決或有所側(cè)重地解決。
情境展示:
同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)和制作好的雨水收集池，在雨水過(guò)多時(shí)會(huì)發(fā)生漫溢，在不下雨時(shí)又因?yàn)樗贿^(guò)低而無(wú)水可用，針對(duì)這一問(wèn)題，大家積極尋找解決問(wèn)題的方法和途徑。
問(wèn)題分析:
當(dāng)雨水收集池的水位升到溢水口時(shí)，發(fā)出聲音報(bào)警；當(dāng)雨水收集池的水位到達(dá)溢水口時(shí)， 把水抽到高處的沖廁蓄水箱。
當(dāng)抽水直到雨水直到雨水收集池水位降到水池高度的1/4時(shí)停止抽水。
主要過(guò)程:
1、報(bào)警系統(tǒng)
2.水位控制系統(tǒng)
采用水位傳感器檢測(cè)水位，當(dāng)水位達(dá)到溢水口時(shí)，潛水泵啟動(dòng)，抽水到?jīng)_廁蓄水箱。當(dāng)水位傳感器檢測(cè)到水位降到水池的1/4時(shí)，潛水泵停止抽水。
采用水位傳感器檢測(cè)水位，當(dāng)水位達(dá)到溢水口時(shí)，使電磁閥開關(guān)閉合，電路接通，聲音報(bào)警。當(dāng)水位降到溢水口以下時(shí)，電磁閥開關(guān)斷開，聲音報(bào)警取消。
材料準(zhǔn)備
接線端子
蜂鳴器
電極水位傳感器
液位水位傳感器
編程控制板
電磁開關(guān)
潛水泵
9V電池
9V電池線
杜邦線
水管
水槽
（蓄水箱）
利用linkboy電路連接及編程仿真
linkboy編程視頻
制作及測(cè)試視頻
試驗(yàn)報(bào)告
小組完成
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}試驗(yàn)主題
試驗(yàn)?zāi)康?
材料準(zhǔn)備
試驗(yàn)過(guò)程
試驗(yàn)記錄
試驗(yàn)結(jié)論
思考:
一般情況下，要實(shí)現(xiàn)高水位開始抽水、低水位停止抽水，要用兩個(gè)傳感器。你是否能用一個(gè)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)控制的呢?
評(píng) 價(jià)
作品
完成
功能
實(shí)現(xiàn)
小組
合作
成本
美觀
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA} 評(píng)價(jià)者
評(píng)價(jià)項(xiàng)目
學(xué)生評(píng)價(jià)
教師評(píng)價(jià)
自評(píng)
他評(píng)
課堂表現(xiàn)
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
自主學(xué)習(xí)
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
動(dòng)手能力
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
小組合作
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
分析問(wèn)題
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
解決問(wèn)題
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
項(xiàng)目作品
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
項(xiàng)目作品評(píng)價(jià)
課堂評(píng)價(jià)
小 結(jié)
1.設(shè)計(jì)閉環(huán)控制系統(tǒng)
2.水位傳感器的應(yīng)用
3.編程
4.制作水位控制系統(tǒng)及測(cè)試
課后練習(xí) 1.設(shè)計(jì)并制作水車控制裝置模型，如圖所示。利用流動(dòng)的水沖擊水車，以控制不同的機(jī)械裝置而產(chǎn)生動(dòng)作。 2.某地下車庫(kù)的車位管理系統(tǒng)，每個(gè)車位上方都有傳感器檢測(cè)是否有車停進(jìn)來(lái)。當(dāng)車位上無(wú)車時(shí)，車位上方的顯示燈為綠色，當(dāng)車位上有車時(shí)，車位上方的顯示燈為紅色。這樣不僅方便駕駛?cè)藛T找到空車位，還方便后臺(tái)及時(shí)匯總車庫(kù)的車位信息，統(tǒng)計(jì)空車位數(shù)量和位置。
請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)完成這一車位管理系統(tǒng)，并選擇你熟悉的材料、元件，制作該系統(tǒng)的模型。
下 課

展開更多......

收起↑