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《控制與設計》學案
任務一:小通根據網上搜集的資料想到了采用定時的方法來進行往泳池里面加水，為此小通準備了以下的元件，定時器、閥門，請你根據所學幫助小通完成開環控制系統的方框圖的設計。
任務二：小通發現采用定時器進行加水有很大的弊端，時間到了可是有時水滿了，有時卻未滿，為此小通想采用自動加水的方式，實現水位自動控制，他找來了如下元件，水位檢測裝置，控制器，比較器，閥門，請你幫助他完成設計。
任務三：閉環控制系統與開環控制系統的比較
類別 開環控制系統 閉環控制系統
相同點
不同點 定義
信號傳遞
組成（有無反饋）
控制精度
檢測裝置(共15張PPT)
《控制及其設計》專題復習
走進情景：夏天到了，小通想要為自己家的游泳池里面進行加水，方便自己游泳，他想根據自己所學有關控制的知識來進行設計為泳池加水。
提問：如果你是小通，在設計前應該先明確什么？
理解控制三要點：
控制目的
控制對象
控制手段
基于什么目的
控制什么
采取怎樣的手段
自動控制
人工（手動）控制
為泳池加水
泳池
區別：控制的過程有沒有人直接干預
習題練習1
1.如圖示為安全檢測門，當有人攜帶違禁品通過時，檢測門發出聲音報警。該報警控制系統屬于
2.搖動轱轆，提取井水
人工控制
自動控制
任務一:小通根據網上搜集的資料想到了采用定時的方法來進行往泳池里面加水，為此小通準備了以下的元件，定時器，閥門，請你根據所學幫助小通完成開環控制系統的方框圖的設計
設定注入時間
進水閥
游泳池
流水量
游泳池的水位
定時器
輸出量
輸入量
控制器
執行器
被控對象
控制量
◆控制器：即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：即直接對被控對象進行控制的裝置或元件。
◆控制量：即執行器的輸出信號。
◆輸入量：即控制系統的給定量。
◆輸出量（被控量）：即控制系統所要控制的量。
◆被控對象：即控制系統中所要求控制的裝置和生產過程。
量
實體的裝置
開環控制系統：
任務二：小通發現采用定時器進行加水有很大的弊端，時間到了可是有時水滿了，有時卻未滿，為此小通想采用自動加水的方式，實現水位自動控制，他找來了如下元件，水位檢測裝置，控制器，比較器，閥門，請你幫助他完成設計。
游泳池設定水位
控制器
進水閥
游泳池
流水量
游泳池的實際水位
×
水位檢測裝置
閉環控制系統與開環控制系統的比較
類別 開環控制系統 閉環控制系統
相同點 不同點 定義
信號傳遞
組成 （有無反饋）
控制精度
檢測裝置
控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響的控制系統
包含輸入量、控制器、執行器、控制量、被控對象、輸出量。
控制系統的輸出量返回到輸入端，并對控制過程產生影響的控制系統
單向
閉環
無反饋環節
增加了反饋環節
較低
較高
可以有，一般檢測輸入量
必須有，檢測輸出量
（2022.01）如圖所示是自動扶梯上行控制系統示意圖。紅外傳感器檢測到乘客進入扶梯時，控制器控制電動機拖動扶梯快速運行，乘客離開后，扶梯慢速運行。關于該控制系統，下列說法正確的是
A.紅外傳感器起反饋作用
B.被控對象是電動機
C.執行器是扶梯
D.控制方式屬于開環控制
提問：如何快速判斷開環控制系統和閉環控制系統？
習題練習2
D
方法1：看有無反饋
無反饋的控制就是開環控制,有反饋的是閉環控制。
判斷屬于閉環的兩條件：控制系統存在檢測裝置（傳感器），同時檢測裝置檢測的是被控量。
方法2：看輸入量和輸出量的是否為同一性質的量
開環控制的輸入量與輸出量是一一對應的，輸入量與輸出量往往是不同性質的物理量。
閉環控制則是一個輸入量對應多個輸出量。輸入量與輸出量往往是同一種性質的物理量。
習題練習3
如圖所示是液體原料定量控制系統。其工作過程是:流量計檢測到流出的液體原料流量值,把信號反饋給控制器,與設定的流量值進行比較,達到設定的流量值時,控制器控制桶泵關閉。
關于該定量控制系統,以下說法正確的是(　　)
A.因為有檢測裝置,所以該控制系統是閉環控制
B.該控制系統的被控對象是桶泵
C.該控制系統的控制量是設定的流量值
D.該控制系統的被控量是液體原料的流量值
輸入量
輸出量
D
不能作為判斷開閉環控制系統的條件
方法3：看輸出量能否維持在某個狀態上。
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，控制芯片根據檢測結果改變底座中的電磁線圈的電流強度，從而改變對地球儀的磁懸浮力大小，使地球儀高度穩定在設定高度。關于該控制系統，下列說法正確的是（ ）
A.被控對象是電磁線圈
B.該控制系統是開環控制
C.輸出量為電流強度
D.輸入量為地球儀的設定高度
D
如圖所示是物料連續進料切斷系統示意圖，包括物料及其進料子系統、跟隨切斷控制子系統。控制器、電機、切斷裝置和跟隨傳感器組成跟隨切斷控制子系統。工作時，物料連續進料，當進料長度達到要求時，控制器控制電機驅動切斷裝置跟隨物料一起運動，切刀向上切割物料。控制器將跟隨傳感器測得的跟隨速度與進料傳感器測得的進料速度進行比較，根據偏差不斷調節切斷裝置的移動速度，保證切斷裝置與物料同步運動。切斷后，切刀向下離開物料，控制器控制電機反轉，切斷裝置返回
5.下列關于跟隨切斷控制子系統的分析中，不恰當的是
A.進料傳感器測得的進料速度為被控量
B.跟隨切斷控制子系統的控制方式屬于閉環控制
C.被控對象是切斷裝置
D.切屑進入切斷裝置使絲杠運轉不暢，切屑屬于干擾因素
A
除了輸入量以外，引起輸出量變化的各種因素
小結
1.控制的三要點
2.開環控制系統和閉環控制系統的區別
3.如何區分開環和閉環控制系統

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