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(共34張PPT)
通用技術(shù)學(xué)考
控制專題
從控制過程中人工干預(yù)的情形來分
：控制的過程是在人的直接干預(yù)和全程干預(yù)下進(jìn)行的。
：控制的過程在無人直接參與的情況下，使事物的變化準(zhǔn)確地按照期望的方向進(jìn)行。
人工控制
自動控制
馬上行動：判斷人工控制和自動控制的事例。
音響的音量控制 全自動洗衣機(jī)
普通水龍頭出水的控制 電冰箱內(nèi)溫度控制
自動取款機(jī) 籃球運動員投籃過程控制
自動烘手機(jī) 自動感應(yīng)門的開關(guān)控制
電梯的上下運行過程控制 飛鏢的投擲過程控制
肥胖人群體形控制 聲控走廊燈的控制
紅外自動水龍頭出水控制 紅綠燈的轉(zhuǎn)換過程控制
手搖晾衣架的控制 光控路燈的控制
人工
人工
自動
人工
人工
人工
人工
自動
自動
自動
自動
自動
自動
自動
自動
自動
生活中的感應(yīng)車閘、感應(yīng)門
控制系統(tǒng)的共同特征：
控制系統(tǒng)及其特征
一個輸入對應(yīng)一個輸出
若干環(huán)節(jié)
輸入
輸出
臺燈的控制
電路、燈
“開與關(guān)”
燈“亮與滅”
輸入
輸出
聲控?zé)舻目刂?br/>電路、電子開關(guān)、燈
聲音
燈“亮與滅”
輸入
輸出
控制系統(tǒng)的特征
控制系統(tǒng)
根據(jù)其控制方式的不同控制系統(tǒng)通常分為：
開環(huán)控制系統(tǒng)(open loop control system)
閉環(huán)控制系統(tǒng)(closed loop control system)
若干環(huán)節(jié)
輸入
輸出
游泳池的注水控制
定時器
設(shè)定注水的時間
進(jìn)水閥門
游泳池
游泳池的水位
水流量
1.人工控制
2.定時器控制
開環(huán)控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。
開環(huán)控制系統(tǒng)在日常生活中的用途很廣：
水位定時控制系統(tǒng)、十字路口的紅綠燈定時控制系統(tǒng)、樓宇的防盜報警控制系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)、公園的音樂噴泉自動控制系統(tǒng)等。
定義
控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響的系統(tǒng)
如：火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，自動烘手機(jī)、定時紅綠燈等。
特征
(1)相關(guān)性：系統(tǒng)的輸出量直接受輸入量的控制，不會對輸入量產(chǎn)生影響。
(2)單向性：信號（或信息）的傳遞是單向的，總是從輸入端單向傳至輸出端。
開環(huán)控制系統(tǒng)的一般方框圖
執(zhí)行器
被控對象
控制器
輸出量
輸入量
控制量
開環(huán)控制系統(tǒng)
馬上行動
公共汽車車門的開關(guān)控制
控制器
執(zhí)行器
被控制對象
（按開關(guān)）
輸入量
（電磁閥）
（控制電路）
（推動活塞）
控制量
（車門）
（車門開或閉）
輸出量
（人體紅外信號）
輸入量
（電機(jī)）
（控制電路）
（門）
（門開或閉）
輸出量
控制器
執(zhí)行器
被控制對象
為了方便人們的出入，一些醫(yī)院、賓館和銀行都安裝了自動門。當(dāng)有人走近大門時，大門就會自動打開，如圖所示。
當(dāng)有人走近自動門時，門上方的紅外線裝置檢測到人體熱輻射發(fā)出的紅外線信息，控制電路接收到該信號后，便會發(fā)出相應(yīng)的指令，啟動電機(jī)運轉(zhuǎn)，從而帶動門自動開啟(或者控制氣動裝置，使門向兩邊打開)。當(dāng)門開啟之后，控制電路將作出判斷，如果沒有人在檢測范圍內(nèi)，就通知電機(jī)做反向運轉(zhuǎn)，使門關(guān)閉?？梢娮詣娱T的開啟或關(guān)閉只與紅外線裝置是否檢測到人體發(fā)出的信號相對應(yīng)。
閉環(huán)控制
定時器
設(shè)定注水的時間
進(jìn)水閥門
游泳池
游泳池的水位
水流量
1.人工控制
2.定時器控制
定時器注水控制有什么缺陷？
游泳池閉環(huán)控制改進(jìn)
水位檢測裝置
控制器
進(jìn)水閥門
游泳池
實際水位
水流量
控制器
檢測水位裝置
+
-
設(shè)定水位
比較器
游泳池的注水兩種控制方式的比較
給定水位
進(jìn)水閥門
游泳池
實際水位
水流量
控制器
檢測水位裝置
+
-
定時器
設(shè)定注水的時間
進(jìn)水閥門
游泳池
游泳池的水位
水流量
開環(huán)控制系統(tǒng)
閉環(huán)控制系統(tǒng)
2. 閉環(huán)控制系統(tǒng)
閉環(huán)控制系統(tǒng)
我們把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2. 閉環(huán)控制系統(tǒng)
特點：在系統(tǒng)的輸入量和輸出量之間，還有一條從輸出量返回到輸入端的反饋環(huán)節(jié)，它們形成了一條閉合回路，反饋環(huán)節(jié)使得輸出量的改變對控制的過程產(chǎn)生直接影響。信號傳遞是閉合回路。
輸入量
輸出量
控制器
執(zhí)行器
被控制對象
閉環(huán)控制系統(tǒng)舉例
開環(huán)控制系統(tǒng)
（光感傳感器）
（電機(jī)）
（控制電路）
（窗簾）
（窗簾的開或關(guān)）
控制量
（電機(jī)轉(zhuǎn)動）
閉環(huán)控制系統(tǒng)舉例
開環(huán)控制系統(tǒng)
閉環(huán)控制系統(tǒng)
（設(shè)定溫度）
（控制電路）
（壓縮機(jī)）
（電冰箱）
（冰箱內(nèi)實際溫度）
（溫度檢測裝置）
（壓縮機(jī)開啟）
開環(huán)控制系統(tǒng)
閉環(huán)控制系統(tǒng)
開環(huán)控制系統(tǒng)
聲光信號
燈的亮與滅
聲光檢測控制裝置
電子開關(guān)
樓道燈
閉環(huán)控制系統(tǒng)舉例
　　控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回到輸入（feedback）端并與輸入量進(jìn)行比較的過程就是反饋。
什么是反饋？
反饋
閉環(huán)與開環(huán)的比較
閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較
閉環(huán)與開環(huán)的比較
①有檢測裝置，一定是閉環(huán)嗎？錯誤，開環(huán)輸入可以有檢測裝置；
閉環(huán)一定有檢測裝置；
②閉環(huán)開環(huán)可以通過有無反饋來區(qū)分？正確
誤區(qū)
③閉環(huán)開環(huán)均會受到干擾？正確
開環(huán)受干擾后影響大；閉環(huán)可以克服干擾，注意，不是消除，是克服。
什么是干擾？
關(guān)于干擾
在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾（interference）因素。
干擾因素都是作用在被控對象上，其作用是破壞控制系統(tǒng)的平衡
干擾因素可能有一個，也可能有若干個；
干擾因素有自然環(huán)境造成的，也有人為的；
幾乎所有控制系統(tǒng)都存在著干擾因素，干擾不可能被杜絕
干擾既存在于閉環(huán)控制中，也存在于開環(huán)控制中；
在一般控制系統(tǒng)中，干擾因素需要被克服。
在有些情況下，卻可以利用干擾因素實現(xiàn)某種目的。
干擾因素
黑箱方法
（不打開）
中醫(yī)看病
買西瓜
檢測設(shè)備
C
如圖所示是某同學(xué)設(shè)計的自動干手器原理示意圖，當(dāng)手靠近傳感器時，傳感器將感應(yīng)信號發(fā)送給控制器，控制器控制繼電器閉合，電吹風(fēng)開始工作。若將電吹風(fēng)看作被控對象，則執(zhí)行器是（ ）
A.傳感器
B.控制器
C.繼電器
D.插頭
汽車自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)AFS是目前國際上在車燈照明上的新技術(shù)之一，它的研發(fā)對汽車夜晚行車安全起到了很大的作用。其工作原理為：傳感器將檢測到的車速信號和方向盤轉(zhuǎn)角信號傳遞給ECU，ECU根據(jù)傳感器檢測到的信號，控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)動，使前照燈轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度。下列關(guān)于該控制系統(tǒng)說法正確的是（　　）
A． 該控制系統(tǒng)中存在檢測裝置
B． 控制量為前照燈轉(zhuǎn)動的角度
C． 輸出量為前照燈的實際角度
D． AFS可以在夜晚使用，體現(xiàn)了黑箱方法
A
D
如圖所示的倒車?yán)走_(dá)是汽車的安全輔助裝置。工作原理是：雷達(dá)探頭發(fā)出超聲波，一旦超聲波碰上障礙物后便會反射回來，此時系統(tǒng)便會計算雷達(dá)探頭與障礙物之間的距離，然后根據(jù)距離的遠(yuǎn)近，蜂鳴器發(fā)出不同頻率的報警聲，從而幫助駕駛員更好地判斷停車的位置。關(guān)于該報警控制系統(tǒng)，下列說法中正確的是（ ）
A.輸出量是超聲波信號
B.被控制對象是汽車
C.控制器是雷達(dá)探頭
D.此控制系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng)
D
【2020紹興模擬】3月，紹興本土企業(yè)捐贈的通過式測溫門在紹興市人民醫(yī)院安裝到位。當(dāng)受檢人員通過測溫門感應(yīng)區(qū)域時，紅外裝置檢測到人體的紅外線信號通過比較器與設(shè)定的紅外線信號強(qiáng)度進(jìn)行比較，超過設(shè)定值時，控制電路發(fā)出指令，繼電器吸合，紅色信號燈閃爍的同時報警器報警。下列關(guān)于該通過式測溫門報警控制系統(tǒng)的分析中說法正確的是（ ）
A.輸入量為紅外線信號強(qiáng)度設(shè)定值
B.紅外線傳感器檢測到的是輸出量
C.比較器比較的是輸入量和輸出量
D.紅色信號燈和報警器都是被控對象
A
如圖所示是一加熱爐的恒溫自動控制示意圖，請回答第9一10題。
9.根據(jù)示意圖，熱電偶屬于該控制系統(tǒng)中的（ ）
A.檢測裝置
B.顯示裝置
C.被控對象
D.執(zhí)行器
D
10.下列關(guān)于該控制系統(tǒng)說法正確的是（ ）
A.該控制系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)
B.加熱器在控制系統(tǒng)中的作用是檢測溫度并反饋
C.調(diào)低設(shè)定溫度或爐體隔熱性能不好會導(dǎo)致爐內(nèi)溫度降低，都是該控制系統(tǒng)的干擾因素
D.在加熱爐工作時，如果爐內(nèi)溫度大大超過了設(shè)定值，可能的原因是控制器損壞
D
【2020浙江模擬】如圖所示是恒速行駛系統(tǒng)示意圖，其工作原理是操縱開關(guān)和車速傳感器將信號送至ECU， ECU根據(jù)這些信號計算出節(jié)氣門的合理開度，并給執(zhí)行器發(fā)出信號調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度，保持汽車按設(shè)定的車速行駛。
下列關(guān)于該恒速行駛控制系統(tǒng)的分析不正確是（ ）
A.節(jié)氣門傳感器不是該系統(tǒng)反饋裝置
B.路面的坡度是該系統(tǒng)的干擾因素
C.控制器為ECU， 可對傳感器的信號處理分析
D.車速傳感器將信號傳至ECU， 該信號是系統(tǒng)輸人量
2022年1月
10.如圖所示是自動扶梯上行控制系統(tǒng)示意圖。紅外傳感器檢測到乘客進(jìn)入扶梯時，控制器控制電動機(jī)拖動扶梯快速運行，乘客離開后，扶梯慢速運行。關(guān)于該控制系統(tǒng)，下列說法正確的是（ ）
A.紅外傳感器起反饋作用
C.執(zhí)行器是扶梯
B.被控對象是電動機(jī)
D.控制方式屬于開環(huán)控制
D
2021年1月
9.某人臉識別門控系統(tǒng)的控制過程是：當(dāng)攝像頭檢測到人臉時， Arduino主板根據(jù)設(shè)定好的程序語言， 對檢測到的人臉數(shù)據(jù)分析處理，與庫中存有的人臉數(shù)據(jù)對比，若對比成功，則電機(jī)轉(zhuǎn)動，驅(qū)動門打開，否則發(fā)出報警聲。下列分析不正確的是( )
A.Arduino主板是控制器
B.門和報警裝置都是被控對象
D.電機(jī)是執(zhí)行器
C.庫中人臉數(shù)據(jù)是系統(tǒng)的輸入量

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