資源簡(jiǎn)介

四、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
任務(wù)一探究控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
一、教學(xué)目標(biāo)
1.根據(jù)控制系統(tǒng)的要求,確定被控量和控制量。
2.理解控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素
三、教學(xué)方法
講授法，演示法，任務(wù)引導(dǎo)法
四、教學(xué)過程
1、情境導(dǎo)入
公共衛(wèi)生間的自動(dòng)沖水裝置原理其實(shí)非常簡(jiǎn)單，就是一個(gè)紅外線發(fā)射和接受的機(jī)器，當(dāng)人正在馬桶面前的時(shí)候，紅外線信號(hào)打在你的身上被接收器所接受，經(jīng)過一個(gè)簡(jiǎn)單的pcl控制器處理之后就會(huì)認(rèn)為是有人在上廁所，然后通過一個(gè)電控開關(guān)控制抽水馬桶的閥門打開排出儲(chǔ)存的水，這樣就起到了自動(dòng)沖水的作用。
新課學(xué)習(xí)
開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
開環(huán)控制是指無反饋信息的系統(tǒng)控制方式。當(dāng)操作者啟動(dòng)系統(tǒng)，使之進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，系統(tǒng)將操作者的指令一次性輸向受控對(duì)象。此后，操作者對(duì)受控對(duì)象的變化便不能作進(jìn)一步的控制。采用開環(huán)控制設(shè)計(jì)的人機(jī)系統(tǒng)，操作指令的設(shè)計(jì)十分重要，一旦出錯(cuò)，將產(chǎn)生無法挽回的損失
開環(huán)控制系統(tǒng)是在一個(gè)控制系統(tǒng)中系統(tǒng)的輸入信號(hào)不受輸出信號(hào)影響的控制系統(tǒng)。也就是，不將控制的結(jié)果反饋回來影響當(dāng)前控制的系統(tǒng)。
開環(huán)控制系統(tǒng)是指一個(gè)輸出只受系統(tǒng)輸入控制的沒有反饋回路的系統(tǒng)。在開環(huán)控制系統(tǒng)中，不把關(guān)于被控量的值的信息用來在控制過程中構(gòu)成控制作用。其特點(diǎn)是施控裝置指揮執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，改變被控對(duì)象的工作狀態(tài)，被控量相應(yīng)地發(fā)生變化，而這種變化并不再次構(gòu)成施控裝置動(dòng)作的原因，即控制信號(hào)和被控量之間沒有反饋回路。為了選擇一個(gè)控制力，重要的是，要用到關(guān)于擾動(dòng)對(duì)被控量影響的信息，而不是關(guān)于擾動(dòng)本身的信息。所以，可以不用直接測(cè)量擾動(dòng)就組織起一個(gè)控制。只要監(jiān)視由擾動(dòng)對(duì)被控系統(tǒng)造成的偏差就行了。因此，控制信號(hào)也可以由被控量離它預(yù)定值的偏差的信息產(chǎn)生。所有的手動(dòng)控制、大多數(shù)的程控與數(shù)控機(jī)床、時(shí)間程序控制都屬于開環(huán)控制。如圖所示，這種系統(tǒng)的輸入直接控制著它的輸出，它的裝置簡(jiǎn)單，成本較低，可以排除許多閉環(huán)控制系統(tǒng)中存在的穩(wěn)定性問題。當(dāng)擾動(dòng)在某種程度上來得及影響被控系統(tǒng)的值之前，控制力就直接按照擾動(dòng)的變化而變化。但它的抗干擾能力差，使它的控制作用受到很大的限制，精度較閉環(huán)控制系統(tǒng)要低。
不將控制的結(jié)果反饋回來影響當(dāng)前控制的系統(tǒng)。與閉環(huán)控制系統(tǒng)相對(duì)。控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過程，就是反饋。系統(tǒng)的控制輸入不受輸出影響的控制系統(tǒng)。在開環(huán)控制系統(tǒng)中，不存在由輸出端到輸入端的反饋通路（見反饋控制系統(tǒng)）。因此，開環(huán)控制系統(tǒng)又稱為無反饋控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)由控制器與被控對(duì)象組成。控制器通常具有功率放大的功能。同閉環(huán)控制系統(tǒng)相比，開環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單得多，同時(shí)也比較經(jīng)濟(jì)。 開環(huán)控制系統(tǒng)主要是用于增強(qiáng)型的系統(tǒng)。

常見的開環(huán)系統(tǒng)
此外，開環(huán)系統(tǒng)不知道輸出條件，因此無法自我糾正當(dāng)預(yù)設(shè)值漂移時(shí)可能產(chǎn)生的任何錯(cuò)誤，即使這會(huì)導(dǎo)致與預(yù)設(shè)值的偏差很大。
開環(huán)系統(tǒng)的另一個(gè)缺點(diǎn)是它們配備不足以處理干擾或變化?？赡芙档推渫瓿伤枞蝿?wù)的能力的條件。例如，烘干機(jī)門打開并且熱量損失。時(shí)間控制器持續(xù)整整30分鐘，但在干燥過程結(jié)束時(shí)衣服沒有被加熱或干燥。這是因?yàn)闆]有信息反饋來維持恒定的溫度。
3、課堂小結(jié)
1.根據(jù)控制系統(tǒng)的要求,確定被控量和控制量。
2.能夠設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的方案,并搭建一個(gè)控制系統(tǒng)裝置或模型。
五、教學(xué)反思

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