資源簡介

(共13張PPT)
第四章 控制及其設計
第三節 簡單控制系統的設計
設計實例：開源硬件模擬控制過程
教學內容
學習目標
理解控制、控制系統的含義及其在生活和生產中的應用。
了解手動控制、自動控制和智能控制的特點。
熟悉簡單開環控制、閉環控制的基本組成和工作過程，了解反饋的基本原理。
理解控制系統中控制器、執行器和被控對象等的作用，能用框圖對一個控制系統進行表達。
能夠分析簡單的被控對象的基本特征，確定被控量、控制量。
能進行簡單的控制系統的設計，并制作一個簡單的控制裝置，能夠對設計方案進行優化。
了解簡單的干擾現象及其對控制功能的影響，了解克服干擾的基本方法。
引入
路燈的控制
控制方式 存在問題
手動開關，人工控制方式 手動控制效率低
定時器，定時自動控制 天氣、季節影響，燈光的需求時間不固定
根據亮度，自動控制
如何自動對路燈的開關進行控制？
控制系統設計的基本過程。
第一步 確定控制目的。
第二步 確定系統的被控量。
第三步 明確系統各項指標。
第四步 根據前面的要求和參數，確定控制系統的結構。
第五步 建立系統各環節的模型。
第六步 確定待調參數。
第七步 測試系統的性能。
一、控制系統設計的基本過程
控制系統設計實例：
光敏傳感器控制的路燈。
光敏傳感器控制的路燈：利用掌控板模擬光控路燈的設計
控制的目標：光線暗路燈亮，光線強路燈滅。
控制器：掌控板
檢測裝置：光敏（光線）傳感器
被控對象：RGB LED
二、控制系統設計實例
光敏傳感器控制的路燈：測量光線的強度
使用屏幕顯示光線的強弱數值。
二、控制系統設計實例
使用mPython模擬器可以輸入不同的光線亮度數值，也可以使用硬件，用手指遮擋光敏傳感器，區分兩種狀態的光線強度數值。
二、控制系統設計實例
光敏傳感器控制的路燈：光線強度的范圍
完全遮擋光敏傳感器時數值為0，移開手指后，環境光亮度數值會小范圍不斷變化，可取平均值作為判斷參數。
光敏傳感器控制的路燈：通過光線值控制LED燈
通過500毫秒的時間間隔，不停的檢測光線亮度的數值，進而控制LED燈的亮或滅，模擬路燈的控制過程。
光線值小于50，作為判斷控制的區分值。
二、控制系統設計實例
光敏傳感器控制的路燈：通過光線值控制LED燈
二、控制系統設計實例
光線值大于50，亮度足夠，3個LED燈不亮。
光線值小于50，亮度不足，3個LED燈亮。
光敏傳感器控制的路燈
利用開源硬件，模擬了光控路燈的控制過程。設計實用的光控路燈，如何設計控制系統的組成。
繪制光控燈的控制方框圖。
二、控制系統設計實例
擴展：
設計并制作一個家里用的簡單控制裝置，可以選擇：
自動澆花器
智能小夜燈
二、控制系統設計實例
思考：
利用光敏傳感器控制燈，還可以應用在哪些地方？
樓梯的公共路燈，通過反饋什么信息實現控制？
半夜起床的小夜燈，通過反饋什么信息實現控制？
總結
謝謝!

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