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如何辨別開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)
摘要： 控制系統(tǒng)是通用技術(shù)課里一個重難點之一，縱觀兩次通用技術(shù)高考，這個知識點占有相當(dāng)大的分量。但這也是相對比較專業(yè)知識，教師缺少這方面的知識，平時可能會遇到很多難題，尤其是開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的判別，想要容易判別它們就要抓住一個關(guān)鍵，還有理清兩個基本點。
關(guān)鍵詞： 控制系統(tǒng) 開環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng) 反饋
《控制與設(shè)計》這個單元是通用技術(shù)里的難點之一，在教學(xué)中教師應(yīng)熟悉有關(guān)自動控制方面的專業(yè)知識，理解控制系統(tǒng)的基本理論和工作原理，特別是開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)分的問題常常困擾了很多通用技術(shù)教師。在通用技術(shù)高考大綱中要求比較高，對所列知識要理解其確切含義及其中的技術(shù)思想方法，能夠進行敘述和解釋，并在解決技術(shù)設(shè)計的實際問題中運用它們；再從兩次高考的分數(shù)比例來看這一單元的重要性，在08年10月的高考中，選擇題2道共4分，簡答題1道6分，總共占10分；09年3月份高考中，比例沒有改變，題型也沒有變化，100分卷面還是占了10分。題目涉及的內(nèi)容都是與學(xué)生的生活密切相關(guān)，難度并不大，因此在教學(xué)中應(yīng)重視這個單元，并充實自身的專業(yè)知識，理清教學(xué)的困擾。那下面就針對于辨別開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的問題提出一些看法，供老師們參考。
從定義上看：開環(huán)控制系統(tǒng)是指控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響。而閉環(huán)控制系統(tǒng)是指系統(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)。區(qū)別的關(guān)鍵看是否存在反饋，反饋肯定有適當(dāng)?shù)臋z測裝置把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端的過程。這里出現(xiàn)了檢測裝置，就引起了不小的誤解，有人認為有檢測裝置就是閉環(huán)控制系統(tǒng)這樣的錯誤認識，例如：自動門的案例，當(dāng)人走進自動門時，紅外線裝置檢測到人體紅外線信號，然后通過處理電路，啟動電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)開門和關(guān)門。此控制系統(tǒng)屬于開環(huán)控制系統(tǒng)，雖然這里有存在紅外線檢測裝置，但不是閉環(huán)控制系統(tǒng)，關(guān)鍵看檢測裝置檢測到的信號是輸入量還是系統(tǒng)的輸出量，也就是看是否存在反饋。控制系統(tǒng)應(yīng)有立足于兩個基本點，其一：什么是控制系統(tǒng)？控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是指朝向人們的意愿或目的發(fā)展的有機整體?？刂葡到y(tǒng)可分為控制器、執(zhí)行器、被控對象等部分構(gòu)成，值得注意的是人是個復(fù)雜的控制系統(tǒng)，例如：“穿針引線”控制過程，針和線，再加上人，才能組成一個控制系統(tǒng)，如果沒有人這個特殊控制系統(tǒng)的主體存在，針和線就不是一個系統(tǒng)了，所以人就充當(dāng)于控制主體，通過人的眼睛檢測針和線的實際位置，把信息反饋給大腦進行處理，人的手來調(diào)節(jié)線和針孔的位置，這樣才構(gòu)成了一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。有些控制主體不包括人，但控制系統(tǒng)是按照人們的預(yù)期結(jié)果發(fā)展的。如聲光控制白熾燈的開環(huán)控制系統(tǒng)，白天光線較亮?xí)r，光控開關(guān)自動關(guān)斷，到了晚上或光線較暗時，光控開關(guān)自動閉合，當(dāng)有一定強度的聲音信息時，電路才能接通，點亮白熾燈，并開始延時，延時時間到，開關(guān)自動關(guān)斷，等待下一次聲音信號觸發(fā)。此控制系統(tǒng)不需要人的參與，但此控制系統(tǒng)是實現(xiàn)人們節(jié)能的目的，弄清楚控制系統(tǒng)的控制主體是基礎(chǔ)，在這個基本點上才能進一步分析是開環(huán)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)。其二：分清控制系統(tǒng)與人之間的關(guān)系。首先控制系統(tǒng)是離不開人類的而孤立存在的，控制系統(tǒng)本身就是由人類創(chuàng)造出來，為人類服務(wù)，完成人類的使命的一個系統(tǒng)。如生活中經(jīng)常用到得“熱得快”熱水器，質(zhì)量好點的帶有自動切斷電源，起到保護作用，工作的一般過程就是利用電熱能加熱水溫，通過雙金屬片這個裝置檢測實際水溫，當(dāng)實際水溫達到98攝氏度的時候，雙金屬片自動斷開電路，此控制過程屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)是按照人們的目的執(zhí)行的，但人在控制過程中并沒有直接參與，而是已經(jīng)設(shè)定好斷開溫度?？刂葡到y(tǒng)的工作過程是離不開人的參與。空調(diào)的溫度控制系統(tǒng)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠維持一定的溫度，但沒有人們對它事先設(shè)定的工作溫度，那控制系統(tǒng)不會工作，但它還是個控制系統(tǒng)，所以控制系統(tǒng)功能的實現(xiàn)是離不開人，但控制系統(tǒng)是個客觀存在的實體，不是由人決定的。
總之，辨別開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)要先知道控制主體是什么，再看是否存在反饋這個關(guān)鍵點，如果存在反饋的那就是閉環(huán)控制系統(tǒng)，反之亦然。最后，通用技術(shù)課程在我省才剛剛步入正軌，教學(xué)中必然存在大量的問題與困擾，這需要我們教育工作者去思考和探索，加強交流，提升自身業(yè)務(wù)水平。
參考文獻
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2．《高中新課程給教師的100條新建議》 周成平 江蘇人民出版社
3.《有效教學(xué)的理念與實施策略》 宋秋前 浙江大學(xué)出版社
4.《走進高中通用技術(shù)教學(xué)現(xiàn)場》 牟其善 首都師范大學(xué)出版社
5.《技術(shù)課程標準解讀》 技術(shù)課程標準研制組 湖北教育出版社
來源：嘉興通用技術(shù)網(wǎng)

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