資源簡介

(共13張PPT)
開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 通過技術(shù)體驗(yàn)活動(dòng)，理解控制系統(tǒng)的含義。
2. 熟悉簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程，理解其中控制器、執(zhí)行器等的作用，辨析開環(huán)控制系統(tǒng)的特征。
3. 會(huì)用方框圖表達(dá)簡單開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程。
情境導(dǎo)入
如何解決上述問題呢？
陳晨設(shè)計(jì)了雨水收集系統(tǒng)，但是每逢雨季，雨水收集池的水位就會(huì)隨著雨水的不斷注入而升高，當(dāng)水位升到一定高度時(shí)，雨水就從溢水口排放出去，造成了雨水資源的浪費(fèi)。
任務(wù)一：理解控制系統(tǒng)
技術(shù)體驗(yàn)：搭建雨水收集池水位報(bào)警裝置
問題分析：在連接水位報(bào)警裝置時(shí)，聲光報(bào)警器應(yīng)該安裝在什么位置？
材料：警示燈、蜂鳴器、電極水位傳感器、繼電器、水池等。
工具：電烙鐵、焊錫絲、松香等。
思考1：如果把電極水位傳感器改為干簧管傳感器，該裝置需要如何改動(dòng)？
思考2：已經(jīng)有報(bào)警裝置，為什么還要留溢流孔？
任務(wù)一：理解控制系統(tǒng)
測試水位報(bào)警裝置，填寫下表：
測試動(dòng)作 警示燈及蜂鳴器狀態(tài)
向水池中注入水，使水位達(dá)到報(bào)警高度
將水池中的水放出部分，使水位低于報(bào)警高度
開始報(bào)警
停止報(bào)警
任務(wù)一：理解控制系統(tǒng)
上述報(bào)警控制裝置中，通過水位傳感器將水位信號(hào)傳送到控制器；當(dāng)水位達(dá)到報(bào)警值時(shí)，控制器輸出信號(hào)到報(bào)警器，發(fā)出聲光報(bào)警。
水位信號(hào)
水位傳感器、控制器、報(bào)警器
聲音、燈光
任何控制都要通過若干個(gè)環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)，這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。
輸入
控制系統(tǒng)
輸出
任務(wù)二：分析開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程
技術(shù)體驗(yàn)：搭建定時(shí)澆水控制系統(tǒng)模型
材料：電子定時(shí)器、電源、水泵、吸水管、
水桶、滴箭等。
工具：電烙鐵、焊錫絲、松香等。
思考1：在搭建陽臺(tái)植物定時(shí)澆水控制系統(tǒng)時(shí)，
澆灌6盆植物與澆灌10盆植物，其回流管的
流量是否一樣？
思考2：若要遠(yuǎn)程控制該澆水系統(tǒng)，應(yīng)該如
何對(duì)該控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)？
用方框圖表示該控制系統(tǒng)：
將時(shí)間設(shè)定到定時(shí)澆水控制系統(tǒng)的定時(shí)器中，到了設(shè)定時(shí)間就自動(dòng)接通水泵，開始往水管里抽水，通過調(diào)節(jié)定時(shí)器時(shí)長，控制滴到植物土壤中的水量。
任務(wù)二：分析開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程
設(shè)定的澆水時(shí)間
出水管
出水量
定時(shí)器
水泵
思考：該控制系統(tǒng)組成部分之間的相互關(guān)系？控制目的是什么？輸入量和輸出量分別是什么？輸出量對(duì)控制過程有沒有影響？生活中類似的控制還有哪些？
控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)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)。
如：火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、樓宇的防盜報(bào)警控制系統(tǒng)、十字路口的紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)等。
任務(wù)二：分析開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程
開環(huán)控制系統(tǒng)的一般方框圖
任務(wù)二：分析開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程
輸入量：控制系統(tǒng)的給定量，如設(shè)定時(shí)間。
輸出量（被控量）：控制系所要控制的量，也是控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)，如澆灌的水量。
被控對(duì)象：控制系統(tǒng)中所要求控制的裝置或生產(chǎn)過程。
執(zhí)行器：直接對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的裝置或元件，如閥門。
控制器：對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件，如控制電路。
控制量：執(zhí)行器的輸出信號(hào)，如流過水管的水量。
案例 自動(dòng)門的控制系統(tǒng)
控制器
（控制電路）
執(zhí)行器
（電動(dòng)機(jī)）
被控對(duì)象
（自動(dòng)門）
門的開啟或關(guān)閉
紅外裝置檢測人熱輻射信號(hào)
控制量
（轉(zhuǎn)動(dòng)）
（輸入）
（輸出）
馬上行動(dòng)：用方框圖說明下列開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程，并注明方框中的各個(gè)環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容以及輸入量、輸出量和控制量。
任務(wù)二：分析開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程
控制器
執(zhí)行器
被控對(duì)象
（音樂）
輸入量
（水泵）
（聲—電轉(zhuǎn)換裝置）
（水泵轉(zhuǎn)速）
控制量
（水柱）
（水柱高低）
輸出量
（1）音樂噴泉的控制
控制器
執(zhí)行器
被控制對(duì)象
（按開關(guān)）
輸入量
（電磁閥）
（控制電路）
（推動(dòng)活塞）
控制量
（車門）
（車門開或閉）
輸出量
（2）公共汽車車門的開關(guān)控制
小結(jié)
1. 控制系統(tǒng)：
任何控制都要通過若干個(gè)環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)，這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置構(gòu)成的系統(tǒng)。
2. 開環(huán)控制系統(tǒng)：
控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響。
3. 開環(huán)系統(tǒng)控制圖：

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