資源簡介

(共20張PPT)
2022.12
二、開環控制
系統的工作過程
第四單元 《控制及其設計》
目錄
任務一 理解控制系統
任務二 分析開環控制系統工作過程
走入情境
陳晨設計了雨水收集系統，但是每逢雨季，雨水收集池的水位就會隨著雨水的不斷注入而升高，當水位升高到一定高度時，雨水就從溢水口溢出排放出去，造成了雨水資源的浪費。
圖4-1 家庭雨水收集系統示意圖
任務一 理解控制系統
技術體驗--搭建雨水收集池水報警裝置
體驗目的：通過搭建裝置，感受控制系統的工作過程。
討 論：
1、如果把水位傳感器改為干簧管，該裝置需要如何改動？
2、已經有報警裝置，為什么還要留溢水孔？
控制系統
分析報警控制裝置:
水位傳感器、控制器、報警器
水位
聲音、燈光
輸入
輸出
系統
任何控制都要通過若干個環節來實現，這些環節所涉及的裝置構成了
一個系統，稱為控制系統。
控制
任務二
分析開環控制系統工作過程
技術體驗--搭建定時澆水控制系統模型
體驗目的：通過搭建定時澆水控制系統，體會開環控制系統的工作過程。
討 論：在搭建陽臺植物定時澆水控制系統時，澆灌6盆植物和澆灌10盆植物，其間流管的流量是否一樣？
控制系統的方框圖
設定的澆水時間
控制系統中，方框表示系統的環節，單項信號線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。
定時器
水 泵
出水管
輸入量
出水量
輸出量
其中，定時器設定的時間是輸入量，水管的出水量是輸出量。
開環控制系統
定時器
水 泵
出水管
組成
方框圖
控制器
執行器
被控對象
輸入量
輸出量
控制量
控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，這種控制系統稱為開環控制系統。
開環控制系統
控制器
執行器
被控對象
輸入量
輸出量
控制量
輸入量：控制系統的給定量；
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；
執行器：直接對被控對象進行控制的裝置或元件；
被控對象：控制系統中所要求控制的裝置或生產過程；
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：執行器的輸出信號；
開環控制系統
列舉你了解的開環控制系統的例子，說明其工作過程。
音樂噴泉
公交車門開關裝置
判斷開環控制系統
特點：1、輸入輸出一一對應；
2、輸出不對控制產生影響；
3、輸出結果單一（門開/關、燈亮/滅、報警器響/不響等等）
4、信號單項傳遞；
5、有檢測無反饋（紅外感應水龍頭檢測有無紅外信號）
6、典型開環：定時控制、報警控制、加熱控制；
控制器
執行器
被控對象
輸入量
輸出量
控制量
練一練
開、人工
不是、自動
開、自動
開、自動
汽車的方向控制
冰箱的溫度控制
洗衣機的程序洗衣控制
紅綠燈定時
控制系統
不是、自動
判斷下列控制是開環控制系統嗎？按手段分是人工還是自動？
抽水馬桶的水位控制
馬上行動
（教材P125.3）如圖所示是一款紅外線感應自動開閉的垃圾桶，其工作過程是當人手靠近桶蓋時，傳感器感應到人手信號，控制電路控制電磁連桿機構打開桶蓋;手遠離桶蓋后，控制電路延時10s后桶蓋自動關閉。
用方框圖說明控制系統的工作過程，并注明方框中的各個環節的具體內容以及輸入量、輸出量和控制量。
控制電路
桶蓋
電磁連
桿機構
紅外傳感器檢測
檢測人手信號
桶蓋打開或關閉
控制量
思考：請根據希羅自動門的開、關工作過程，將對應方框圖中的內容以及輸入信號、輸出信號填寫完整。
案例分析--希羅自動門
點火
12及重錘
轉軸3
廟門
廟門開/關
轉動量
思考：如果把紅外裝置是否檢測到人體熱輻射發出的信號看做輸入量，門的開啟或關閉看作事輸出量，請根據自動門的開、關工作過程，寫出方框圖。
案例分析--自動門的控制系統
紅外裝置檢測紅外信號
控制電路
電機
門
門開/關
轉動量
開環控制系統的改進
我們可以對“定時通風系統”進行何種創新或改進？
時間
溫度
溫控通風裝置
風扇
幟旗
定時升旗裝置
電機
加熱絲
定時加熱裝置
輸入量
被控對象
執行器
開環控制系統：控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，這種控制系統稱為開環控制系統。
控制系統：任何控制都要通過若干個環節來實現，這些環節所涉及的裝置構成了一個系統，稱為控制系統。
總 結
控制器
執行器
被控對象
輸入量
輸出量
控制量
感謝您的聆聽！

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