2、简单系统的设计实现.ppt

湖南省汨罗市第一中学卢佳 简单控制系统的设计 我们在进行设计时 一般应遵循怎样的思路或过程 或者说应该考虑哪些基本问题 实践探究 控制系统的设计实例 自动升旗简易控制装置的设计 自动升旗简易控制装置的设计和制作 活动1 设计要求 1 在一定时间内 控制国旗匀速上升到旗杆的顶端 2 选择恰当的控制方案实现控制 3 选用成本低 易于获取的元件 设备和材料制作模型 设计分析 1 明确设计目的 2 确定系统结构 在一定时间内 使国旗匀速上升到旗杆的顶端 采用开环控制系统 3 确定被控对象 被控量 控制量 被控对象 控制量 被控量 国旗 上升的速度 电动机的转动与停止 或速度 可调电阻电阻值的变化会影响电动机的转速 4 影响该控制装置运行的干扰因素 三极管的影响等等 5 控制系统的方框图为 定时时间 定时装置 电动机 滑轮 国旗 升旗速度 7 提出并分析设计方案 确定实施方案 方案要点 6 这一开环控制系统由机械 电路两部分组成 1 采用直流电动机 单稳态电路 直流电源 滑轮等元器件实现 2 将直流电源和电动机串联在一个回路中 7 选择实施方案所需的各种零件 亲自动手制作自动升旗简易控制装置的模型 8 观察模型的运行效果 并尝试着进行调试和改进 3 初始状态使国旗在旗杆底端 启动电源 按动触发开关 电动机开始转动并带动滑轮运动 使国旗匀速上升 断开电源使电动机停止转动 此时国旗应正好升至杆顶 1 学生分组 3人一小组 6人一大组 注意 本活动分机械和电路两个部分 每小组负责一个部分 协同工作 共同完成整个设计 2 选择实施方案所需的各种零件 机械 电路两部分 3 动手制作自动升旗简易控制装置模型 4 观察模型的运行效果 尝试进行调试 5 评估你们的设计 活动步骤 同学们能否对这一控制系统进行改进 讨论 分析 如果老师新增发光二极管和单簧管等电子元件 你们将如何对这一控制系统进行电路改进 1 为了达到控制的目的 我们进行控制系统设计时必须考虑哪些基本问题 活动小结 1 设计一个控制系统 是选择开环控制还是闭环控制 应根据对控制精度的要求以及条件的可行性而定 2 一个控制系统中可能存在若干个干扰因素 需要分析主次 找出对系统影响最大的干扰因素 3 被控量与控制量的确定是控制方案的关键 对于简单控制系统 需要控制的量往往被确定为被控量 控制量应选择可控的 对抑制干扰因素和保持系统稳定有明显作用的量 2 一个简单的开环控制系统应满足哪些基本要求 开环控制系统的设计相对比较简单 在明确设计要求 明确被控对象 被控量和控制量后 即可考虑具体控制系统的方案 例 普通电风扇控制系统的设计被控对象 被控量 控制量 电风扇 电风扇输出的风速 电机的转速 如果是具有定时功能的电风扇控制系统的设计 只需在开关环节加一个定时器就可以了 总之 为了达到控制目的 应采用易于实现的控制方式 降低控制成本 减少对环境的负面影响等 是我们进行控制系统设计必须考虑的基本问题 一 简单控制系统设计的基本过程 一般思路 确定控制目的 确定被控量及设计指标 确定系统结构 选择实现方法 建立模型 确定待调参数 分析 实验系统性能 总结 二 控制系统设计需满足的基本条件 1 能达到控制目的2 采用易于实现的方式3 降低控制成本4 减少对环境的负面影响 小组分析讨论 评估你们今天的设计 1 系统是否安全 可靠 能否按设计的要求工作 2 其他同学对你的设计有什么看法 3 整个系统的造价是多少 4 如果你有更多的时间 你将会对设计做哪些改进 5 尝试为你们