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《控制及其設(shè)計》專題復(fù)習(xí)
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(biāo)發(fā)展，這就是控制。
控制目的
控制對象
控制手段
1
2
3
基于什么目的
控制什么
采取怎樣的手段
人工（手動）控制
自動控制
控制手段
控制的過程有人的直接干預(yù)和全程干預(yù)
控制的過程無人直接參與
區(qū)別：控制的過程有沒有人直接干預(yù)
1.如圖示為安全檢測門，當(dāng)有人攜帶違禁品通過時，檢測門發(fā)出聲音報警。該報警控制系統(tǒng)屬于( )
A.人工控制、電子控制
B.自動控制、電子控制
C.自動控制、機(jī)械控制
D.人工控制、機(jī)械控制
B
該紅綠燈的控制方式是？開環(huán)or閉環(huán)？
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)
輸出量
輸入量
控制器
執(zhí)行器
被控對象
控制量
◆控制器：即對輸入信號進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。
◆執(zhí)行器：即直接對被控對象進(jìn)行控制的裝置或元件。
◆控制量：即執(zhí)行器的輸出信號。
◆輸入量：即控制系統(tǒng)的給定量。
◆輸出量（被控量）：即控制系統(tǒng)所要控制的量。
◆被控對象：即控制系統(tǒng)中所要求控制的裝置和生產(chǎn)過程。
物理量或狀態(tài)
實(shí)體的裝置
開環(huán)控制系統(tǒng)
輸出量
輸入量
控制器
執(zhí)行器
被控對象
控制量
設(shè)定的紅綠燈時間
控制電路
電磁閥
紅綠燈
紅綠燈的亮滅
紅綠燈定時控制系統(tǒng)將紅綠燈的時間事先設(shè)定好，到了設(shè)定時間控制電路就自動接通相應(yīng)的電磁閥，使紅燈或綠燈接通，通過改變設(shè)定時間，控制紅綠燈的亮滅。
引申特征：輸出量和輸入量不是同一性質(zhì)的物理量或狀態(tài)。
開環(huán)控制系統(tǒng)
定時控制的紅綠燈系統(tǒng)，其控制過程如下：
輸出量
輸入量
控制器
執(zhí)行器
被控對象
控制量
雨水、陽光信號
電機(jī)
電機(jī)的轉(zhuǎn)動量
遮陽棚
遮陽篷打開或收起
3.如圖所示是一款自動伸縮式遮陽篷的示意圖，當(dāng)傳感器檢測到雨水、陽光時，將感應(yīng)信號發(fā)送給控制器，啟動電機(jī)展開遮陽篷關(guān)于該控制系統(tǒng)，下列說法中不正確的是（ ）
A.輸入量是雨水、陽光信號
B.控制量是前桿的位移量
C.執(zhí)行器是電機(jī)
D.被控對象是遮陽篷
B
使用上述紅綠燈的時候遇到了問題。周末路上車流量很大，可以通過人為調(diào)節(jié)紅綠燈時間，但是每逢節(jié)假日或上下班都需要人為調(diào)節(jié)，我們可以如何解決這個問題呢？
根據(jù)車流量調(diào)節(jié)紅綠燈時間的紅綠燈
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)。
反饋：在自動控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過程。
該紅綠燈的控制方式是？
閉環(huán)控制系統(tǒng)
該根據(jù)車流量調(diào)節(jié)紅綠燈時間紅綠燈控制系統(tǒng)的輸入信號是設(shè)定的車流量。攝像頭將檢測到的車流量返回到控制系統(tǒng)的輸入端，通過比較器與給定值比較。當(dāng)實(shí)際車流量比設(shè)定值低時，控制電路控制紅綠燈，將紅燈亮的時間延長；當(dāng)實(shí)際車流量比設(shè)定值高時，控制電路控制紅綠燈，將紅燈亮的時間縮短，從而控制車流量。
（控制電路）
（紅綠燈）
（路上的車）
（實(shí)際車流量）
（攝像頭）
設(shè)定的車流量
引申特征：輸出量和輸入量是同一性質(zhì)的物理量或狀態(tài)。
D
4.如圖所示為一款磁浮地球儀臺燈，位置傳感器時刻檢測地球儀的高度變化，控制芯片根據(jù)檢測結(jié)果改變底座中的電磁線圈的電流強(qiáng)度，從而改變對地球儀的磁懸浮力大小，使地球儀高度穩(wěn)定在設(shè)定高度。關(guān)于該控制系統(tǒng)，下列說法正確的是（ ）
A.被控對象是電磁線圈
B.該控制系統(tǒng)是開環(huán)控制
C.輸出量為電流強(qiáng)度
D.輸入量為地球儀的設(shè)定高度
設(shè)定的高度
控制芯片
地球儀的實(shí)際高度
位置傳感器
地球儀
電磁線圈
電磁線圈的電流強(qiáng)度
閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較
類別 開環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)
相同點(diǎn) 不同點(diǎn) 定義
信號傳遞
組成 （有無反饋）
控制精度
檢測裝置
控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響的控制系統(tǒng)
包含輸入量、控制器、執(zhí)行器、控制量、被控對象、輸出量。
控制系統(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)
單向
閉環(huán)
無反饋環(huán)節(jié)
增加了反饋環(huán)節(jié)
較低
較高
可以有，一般檢測輸入量
必須有，檢測輸出量
為什么下雨天紅綠燈更容易出現(xiàn)故障？
在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控制量變化的各種因素都可以視為干擾因素。
干擾因素
設(shè)定的車流量
紅綠燈
實(shí)際車流量
打雷
給定量
被控量
下雨、停電
干擾因素可能一個，
也可能若干個。
5．在電冰箱溫度控制系統(tǒng)中，下列情況不屬于影響其溫度控制的干擾因素的是（ ）
A．把熱菜放入電冰箱。
B．頻繁開關(guān)冰箱門。
C．在電冰箱外放一小盆常溫的水。
D．電冰箱所在房間的溫度從10升高至30度。
C
紅綠燈出現(xiàn)故障了，如何檢修呢？（不拆開紅綠燈的前提下）
通過對系統(tǒng)的輸入與輸出的關(guān)系的研究，進(jìn)而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法。黑箱方法提供了一種不必打開黑箱就可以研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的方法。
中醫(yī)“望聞問切”
黑箱方法
判斷生熟雞蛋
6.如圖所示是一款汽車卸煤噴水系統(tǒng)。檢測裝置采集運(yùn)煤汽車到位及離開信號，并將采集的信號傳到控制器，控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的程序指令，控制電磁閥定時開啟，除塵噴頭持續(xù)噴水，清除因汽車卸煤產(chǎn)生的煤塵。下列有關(guān)該噴水系統(tǒng)說法正確的是( )
A．該系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)
B．被控對象是煤塵
C．輸入量是卸煤車間的煤塵量
D．輸出量是噴水量
D
6.如圖所示是某物品分選控制系統(tǒng)示意圖。工作時，光電檢測器PH1檢測到次品時，PLC裝置向電磁裝置下達(dá)指令，電磁裝置動作將次品推入次品工件箱；檢測器PH2檢測到次品落下時，PLC裝置向電磁裝置下達(dá)指令復(fù)位縮回，正品則到9號工位落入正品工件箱。關(guān)于該分選控制系統(tǒng)，以下說法中正確的是(　　 )
A．輸出量是電磁裝置是否復(fù)位
B．被控對象是待分選的物品
C．控制器是電磁裝置
D．反饋裝置是光電檢測器
B
7.如圖所示為小樂家房頂配置的水塔供水系統(tǒng)。當(dāng)水池水位低于下限時，控制中心控制打開電磁閥，進(jìn)水開始，到達(dá)上限水位時，自動關(guān)閉電磁閥；當(dāng)水塔水位低于下限，并且水池水位高于下限時，控制中心啟動水泵給水塔加水。下列關(guān)于水塔水位控制系統(tǒng)的說法中，正確的是（ ）
A．該控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng) B．被控量是水池水位
C．被控對象是水泵 D．控制量是電磁閥的開啟或關(guān)閉
A
8.2019年7月10日，全國首個在全市范圍提供“先離場、后付費(fèi)”便捷泊車的城市大腦停車系統(tǒng)在杭州上線。該系統(tǒng)有車位顯示系統(tǒng)、管理軟件系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、電腦影像對比系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、出口控制器、地感線圈、自動道閘、車輛感應(yīng)器、通訊適配器、傳輸設(shè)備等組成。車位顯示控制系統(tǒng)由車位檢測器，車位顯示屏，車場顯示燈，車位提示燈，信號處理器組成。在每個車位設(shè)置一個檢測器，通過信號處理器并入管理軟件子系統(tǒng)后，車位顯示屏將顯示當(dāng)前的最佳停車車位給司機(jī)，車位提示燈開啟并閃亮，引導(dǎo)司機(jī)停車。若車庫內(nèi)已無車位使用，則車位顯示屏顯示沒有空余車位，不再受理車輛進(jìn)庫。下面對車位顯示控制系統(tǒng)的分析正確的是（ ）
A．進(jìn)場車輛是被控對象
B．輸入量是進(jìn)場車輛的信息
C．輸出量是車位顯示屏上顯示的車位信息
D．該控制系統(tǒng)有反饋環(huán)節(jié)
C
謝 謝！
概念區(qū)分 名詞 含義
設(shè)計時解決問題受到的限制 1.設(shè)計對象的特點(diǎn)和問題解決的標(biāo)準(zhǔn)。
2.設(shè)計者的的技術(shù)能力與條件。
影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素 （影響因素） 對系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并且可以人為調(diào)節(jié)的因素。
系統(tǒng)優(yōu)化的約束條件 對系統(tǒng)優(yōu)化起著限制作用，并且不可以人為調(diào)節(jié)的因素。
控制系統(tǒng)的干擾因素 在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定量）以外，引起被控量變化的各種因素。
（2）.判斷裝置，寫出方框圖
①.先找輸出量（控制目的），再找輸入量。輸入量決定輸出量
②.被控對象與輸出量對應(yīng)。
（注意控制系統(tǒng)都是裝置，人不能作為被控對象）
③.執(zhí)行器直接對被控對象進(jìn)行控制。
④.控制量是執(zhí)行器的動作或者輸出信號量。
⑤.控制器能夠發(fā)出指令或者命令。
題目中沒有指明的可以寫控制器或者控制電路。

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