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二、電子控制系統(tǒng)的組成和工作過(guò)程
第一章 電子控制技術(shù)概述
一、電子控制技術(shù)與電子控制系統(tǒng)
一、電子控制技術(shù)與電子控制系統(tǒng)
【任務(wù)一】感知電子控制技術(shù)的應(yīng)用
【案例】門鎖
人工控制的門鎖
機(jī)械控制的門鎖
電子控制的門鎖
一：電子控制含義
含義：電子控制技術(shù)是一門運(yùn)用電子電路實(shí)現(xiàn)控制功能的技術(shù)。
根據(jù)不同的需要，針對(duì)被控對(duì)象的特點(diǎn)，選擇不同的控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的目的。
二、應(yīng)用
①生活：自動(dòng)化的家用電器給人們的生活帶來(lái)了更多方便。
②工業(yè)：自動(dòng)化生產(chǎn)流水線，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，減少原材料的消耗，改善了勞動(dòng)條件，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。
汽車生產(chǎn)流水線
③農(nóng)業(yè)：自動(dòng)化農(nóng)業(yè)技術(shù)。
④軍事：對(duì)軍事技術(shù)變革和發(fā)展起著重要的作用，對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)產(chǎn)生極大的影響。如“響尾蛇”機(jī)載空對(duì)空導(dǎo)彈(長(zhǎng)“眼睛”的導(dǎo)彈)、戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈。
補(bǔ)充：電子控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
①控制的精確度高
②能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制
③控制的速度快
④能進(jìn)行自動(dòng)控制
⑤電子控制系統(tǒng)的體積小。
【任務(wù)二】探析電子控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
(1)含義：以電子技術(shù)為核心的控制系統(tǒng)叫做電子控制系統(tǒng)(Electronic Controlsystems)。
(2)構(gòu)成電子控制系統(tǒng)的條件
常用組成元件有電阻、電感、電容等元件，二極管、三極管、集成電路(IC)等電子器件，它們相互作用、相互依賴，形成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)控制。
如智能化的電飯煲(煮飯、保溫、定時(shí)等功能)是電子控制系統(tǒng)；普通電飯煲(煮飯、保溫)利用雙金屬片進(jìn)行控制，屬于機(jī)械控制，不是電子控制。
再如：電子調(diào)光照明系統(tǒng)、無(wú)線遙控小車。
【案例剖析】
光控路燈
自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)
電子稱
第二節(jié) 電子控制系統(tǒng)的組成與工作過(guò)程
機(jī)械彈子鎖的安全級(jí)別有高低之分，彈子的組合形式越復(fù)雜，鎖的安全級(jí)別越高。張萌想要盡快把家里的A級(jí)門鎖換成B級(jí)門鎖，以提高鎖的安全性。她轉(zhuǎn)念又想：雖然門鎖的安全性提高了，但是奶奶經(jīng)常忘帶鑰匙的問(wèn)題還沒(méi)解決，如何才能做到不用鑰匙就能開鎖，且安全性又高呢？
走進(jìn)情境
A級(jí)鑰匙
B級(jí)鑰匙
任務(wù)一 認(rèn)識(shí)指紋鎖電子控制系統(tǒng)的組成和工作過(guò)程
思考與分析：
（1）指紋鎖的功能要求是什么？
當(dāng)使用者的指紋已存入數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，該使用者的指紋能將鎖打開；當(dāng)使用者的指紋未存入數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，該使用者的指紋不能將鎖打開。
任務(wù)一 認(rèn)識(shí)指紋鎖電子控制系統(tǒng)的組成和工作過(guò)程
（2）指紋鎖如何實(shí)現(xiàn)開鎖
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)
電子電路
傳感器
鎖靠什么力量實(shí)現(xiàn)開啟？
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)誰(shuí)來(lái)指揮？
控制電路怎么知道使用者的指紋是否正確，從而控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)？
思考與分析：
任務(wù)一 認(rèn)識(shí)指紋鎖電子控制系統(tǒng)的組成和工作過(guò)程
（3）怎樣用簡(jiǎn)短的語(yǔ)言來(lái)描述這一控制過(guò)程？
思考與分析：
使用者的指紋通過(guò)指紋傳感器將信號(hào)傳給電子電路，隨后與數(shù)據(jù)庫(kù)中的指紋進(jìn)行對(duì)比，若在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)比出符合的指紋，則鎖開，反之，鎖不開。
任務(wù)一 認(rèn)識(shí)指紋鎖電子控制系統(tǒng)的組成和工作過(guò)程
機(jī)械鎖人工
控制系統(tǒng)
視覺(jué)器官
觀察鎖
的位置
大 腦
分析信息，發(fā)出命令
手
開 鎖
門 鎖
打 開
傳感器
獲取
指紋信息
電子電路
分析信息，發(fā)出命令
執(zhí)行機(jī)構(gòu)
執(zhí)行命令，完成開鎖
門 鎖
打 開
指紋鎖電子
控制系統(tǒng)
輸 入
控 制
輸 出
被控對(duì)象
任務(wù)一 認(rèn)識(shí)指紋鎖電子控制系統(tǒng)的組成和工作過(guò)程
從上圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系中可以看出：兩個(gè)系統(tǒng)都是先進(jìn)行信息的收集，然后經(jīng)過(guò)對(duì)信息的分析、判斷、發(fā)出命令，再執(zhí)行命令，閉合或者切斷電路，從而達(dá)到控制目的。
電子控制系統(tǒng)一般可分為輸入、控制（處理）和輸出三個(gè)基本的組成部分。
電子控制系統(tǒng)的基本組成部分
輸入
部分
控制（處理） 部分
輸出
部分
被控
對(duì)象
信 息
電子控制系統(tǒng)的組成
輸入部分：
通常由各種傳感器組成，輸入信息可以有多少形式，可以是作用力，也可以是溫度、濕度、磁場(chǎng)、光照強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)。
它能將采集的非電量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏康淖兓＠纾职磩?dòng)按鈕開關(guān)，輸入部分就把機(jī)械開關(guān)的通或斷的非電量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)（電壓或電流）的有或無(wú)的電量變化。
（相當(dāng)于人的感官）
電子控制系統(tǒng)的組成
控制（處理）部分：
一般由具有各種控制功能的電子電路（或微處理器）組成。它能對(duì)送入的電信號(hào)進(jìn)行比較、分析和處理，并發(fā)出指令。
（相當(dāng)于人的大腦）
電子控制系統(tǒng)的組成
輸出部分：
由電磁繼電器、伺服電機(jī)等多種執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。輸出信號(hào)可以控制位移，如電磁繼電器中銜鐵的運(yùn)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)等，也可以控制聲音、光等，如揚(yáng)聲器中發(fā)出的音樂(lè)聲。
（相當(dāng)于人的手和足）
電子控制系統(tǒng)的組成
電子控制系統(tǒng)的基本組成部分
輸 入
采集信息，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)
控制（處理）
分析、比較和
處理電信號(hào)，并發(fā)出命令
輸 出
執(zhí)行命令
被控對(duì)象
信息
輸出量
輸入量
控制器
執(zhí)行器
被控對(duì)象
控制量
開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖
電子控制系統(tǒng)的工作過(guò)程
電子控制系統(tǒng)的基本組成部分
輸 入
采集信息，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)
控制（處理）
分析、比較和
處理電信號(hào)，并發(fā)出命令
輸 出
執(zhí)行命令
被控對(duì)象
信息
馬上行動(dòng)：分析下列電子控制系統(tǒng)的基本組成部分，并說(shuō)出它們的簡(jiǎn)要工作過(guò)程。
電子控制系統(tǒng)名稱 輸入部分 控制（處理）部分 輸出部分 被控對(duì)象
指紋鎖電子控制系統(tǒng)
智能化的紅綠燈電子控制系統(tǒng)
全自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水電子控制系統(tǒng)
案例分析1：指紋鎖電子控制系統(tǒng)
門 鎖
電 源
指紋采集模塊
以芯片為核心的 電子電路
電子控制系統(tǒng)名稱 輸入部分 控制（處理）部分 輸出部分 被控對(duì)象
指紋鎖電子控制系統(tǒng)
電 機(jī)
指紋采集模塊
電子電路
電機(jī)
門鎖
案例分析2：智能化的紅綠燈電子控制系統(tǒng)
以芯片為核心的 電子電路
鋪設(shè)在路面的
光電傳感器
紅綠燈
汽 車
電子控制系統(tǒng)名稱 輸入部分 控制（處理）部分 輸出部分 被控對(duì)象
智能化的紅綠燈 電子控制系統(tǒng)
電子開關(guān)
光電傳感器
電子電路
電子開關(guān)
紅綠燈
案例分析3：全自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水電子控制系統(tǒng)
工作過(guò)程：當(dāng)全自動(dòng)洗衣機(jī)的水位傳感器檢測(cè)到洗衣機(jī)內(nèi)實(shí)際水位低于設(shè)定水位時(shí)，以芯片為核心的電子電路控制電磁開關(guān)閉合，此時(shí)進(jìn)水閥門打開，水流進(jìn)入洗衣機(jī)，直到水位達(dá)到設(shè)定水位，電子電路控制電磁開關(guān)打開，進(jìn)水閥門關(guān)閉，水流停止進(jìn)入洗衣機(jī)。
電子控制系統(tǒng)名稱 輸入部分 控制（處理）部分 輸出部分 被控對(duì)象
全自動(dòng)洗衣機(jī) 進(jìn)水電子控制系統(tǒng)
水位傳感器
電子電路
電磁開關(guān)
水位
選貨按鈕
單片機(jī)
電機(jī)、彈簧
找零裝置
馬上行動(dòng)：探究普通彈子掛鎖內(nèi)部控制結(jié)構(gòu)
自動(dòng)售貨機(jī)能夠根據(jù)投入的錢幣（或進(jìn)行無(wú)線支付）及所選擇的商品自動(dòng)出貨，它也是由輸入、控制（處理）和輸出三個(gè)最基本的部分組成的。請(qǐng)根據(jù)設(shè)備組成，將自動(dòng)售貨機(jī)工作過(guò)程填寫在橫線內(nèi)。
投幣裝置
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