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(共16張PPT)
4.4控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
控制及其設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
引入：
要設(shè)計(jì)一種自動(dòng)開關(guān)的節(jié)能燈控制系統(tǒng)，如何展開我們的設(shè)計(jì)思路？需要從哪些方面著手考慮問(wèn)題呢？
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
被控對(duì)象是什么？
控制的目的是什么？
這種燈用在什么地方？環(huán)境怎樣？
這樣的燈應(yīng)如何工作？被控量和控制量分別是什么？
有什么其他因素會(huì)干擾燈的正常工作？
依據(jù)你的判斷，能提出一種設(shè)計(jì)方案嗎？
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
明確控制的目的
確定被控量、控制量
分析被控對(duì)象
的主要特性
控制系統(tǒng)的調(diào)試
運(yùn)行和評(píng)價(jià)
分析主要的干擾因素
控制系統(tǒng)方案的選擇
系統(tǒng)的成本分析
……
實(shí)施控制系統(tǒng)所需的設(shè)備、元件等
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
⑴ 開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
明確設(shè)計(jì)要求。
明確被控對(duì)象、被控量和控制量。
考慮控制系統(tǒng)的方案。
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
升旗簡(jiǎn)易控制裝置的設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
A
D
C
B
主要采用機(jī)械裝置進(jìn)行控制，控制精度不高，需要人工同步啟動(dòng)，容易產(chǎn)生不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。
控制器的精度提高，但仍需人工同步啟動(dòng)，容易產(chǎn)生不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。
采用電子計(jì)時(shí)器和課調(diào)速電機(jī)，克服了A與B中滑輪和旗桿高度要配合的問(wèn)題，但仍需人工同步啟動(dòng)，容易產(chǎn)生不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。
采用音樂(lè)控制升旗，克服了前三種方案的缺點(diǎn)。
√
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
⑵ 閉環(huán)控制系統(tǒng)：
① 一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是穩(wěn)定的。
② 控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)的輸出量與給定量之差應(yīng)控制在允許的范圍之內(nèi)。
③ 閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
小結(jié)：
一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路
系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)？
控制的對(duì)象？
被控對(duì)象的特性？
被控量和控制量？
外界的主要干擾因素？
怎樣的方案既達(dá)到目的、又經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)？
設(shè)備和元件？
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
1.選擇開環(huán)還是閉環(huán)要根據(jù)控制系統(tǒng)的精度要求和條件的可行性而定
2.找出控制系統(tǒng)的干擾因素，并分清主次，找出最大的干擾因素
3.要確定控制量和被控量
4.執(zhí)行器和檢測(cè)裝置的選擇: 一是要根據(jù)控制量和被控量的需求，二是根據(jù)控制條件
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
練習(xí)1、高速公路汽車速度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：測(cè)速雷達(dá)測(cè)量車速，經(jīng)控制器判斷后，控制攝像頭將超速車輛的圖像信息記錄下來(lái)，作為違章處罰的證據(jù)，該速度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的被控對(duì)象是
A、汽車 B、測(cè)速雷達(dá)
C、攝像頭 D、速度顯示器
C
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
練習(xí)2、小明發(fā)現(xiàn)學(xué)校路燈有時(shí)由于沒(méi)有及時(shí)關(guān)閉而浪費(fèi)用電，為此他設(shè)計(jì)了一個(gè)控制方案，能夠在天亮?xí)r關(guān)閉，天暗后打開。該控制系統(tǒng)應(yīng)該屬于
A、自動(dòng)控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)
B、自動(dòng)控制的開環(huán)控制系統(tǒng)
C、人工控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)
D、人工控制的開環(huán)控制系統(tǒng)
B
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
3、如圖所示為汽車定速巡航控制系統(tǒng)示意圖。當(dāng)汽車達(dá)到需要的速度時(shí)，駕駛員打開定速巡航開關(guān)，設(shè)定行駛速度，速度傳感器檢測(cè)汽車行駛速度，并將速度信號(hào)傳輸給速度控制器，速度控制器將汽車行駛速度與速度設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的偏差值自動(dòng)增減節(jié)氣門的開度，調(diào)節(jié)供油量，使汽車保持定速行駛。
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
3、如圖所示為汽車定速巡航控制系統(tǒng)示意圖。當(dāng)汽車達(dá)到需要的速度時(shí)，駕駛員打開定速巡航開關(guān)，設(shè)定行駛速度，速度傳感器檢測(cè)汽車行駛速度，并將速度信號(hào)傳輸給速度控制器，速度控制器將汽車行駛速度與速度設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的偏差值自動(dòng)增減節(jié)氣門的開度，調(diào)節(jié)供油量，使汽車保持定速行駛。
速度控制器
節(jié)氣門
汽車
汽車的實(shí)際速度
速度傳感器
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
4. 世界衛(wèi)生組織認(rèn)為：室內(nèi)相對(duì)濕度40%～60%為適宜濕度。過(guò)低時(shí)，人們可能出現(xiàn)嘴唇干裂、鼻孔出血、喉頭燥癢等現(xiàn)象。過(guò)高時(shí)，如梅雨季節(jié)，容易造成室內(nèi)墻壁“流汗”，衣物、床被潮濕，人感覺(jué)壓抑。細(xì)菌滋生，還可能誘發(fā)哮喘、腎病、結(jié)核病、關(guān)節(jié)炎等疾病。有一款集成于空調(diào)內(nèi)的濕度控制系統(tǒng)，可以通過(guò)遙控器設(shè)定濕度上限、下限，當(dāng)濕度傳感器檢測(cè)到的濕度值低于設(shè)定范圍時(shí)，單片機(jī)(相當(dāng)于小型電腦芯片)通過(guò)運(yùn)算發(fā)出指令，啟動(dòng)內(nèi)置加濕器工作，提高房間實(shí)際濕度；當(dāng)濕度高于所設(shè)定的濕度范圍時(shí)，單片機(jī)通過(guò)運(yùn)算發(fā)出指令，啟動(dòng)除濕器除濕，降低房間實(shí)際濕度。從而最終將濕度控制在人體感覺(jué)舒適的范圍內(nèi).
如果要改變房間內(nèi)實(shí)際濕度的范圍，需要調(diào)整的是:( )
A. 濕度傳感器 B. 內(nèi)置加濕器、除濕器
C. 單片機(jī) D.遙控器
D
感謝聆聽！

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