第四单元控制与设计

第四单元控制与设计 自动门 干手器 水龙头 减压阀 常见控制现象 热水机和热水壶 普通压力锅 电压力锅 干手器 自动水龙头 燃气减压阀 自动门 人工 手动 控制和自动控制 声控灯 手拨动开关触摸开关人体感应开关光控开关声控开关 控制过程在人的直接和全程干预下进行 分析开灯的多种形式 在无人直接参与的情况下 使事物变化准确地按照期望的方向进行 太阳能路灯 拨动风扇开关 风扇转动 用摇控器设定空调温度 空调机开始工作 闹钟设定时间后准时发出声音 下列控制哪些属于手动控制 按人工干预的情形分类 按执行部件分类 按有无反馈分类 控制系统的分类 电子控制机械控制气动控制液压控制 手动控制自动控制 开环控制闭环控制 开环控制系统 控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响 控制器 执行器 被控对象 输入量 输出量 控制量 控制系统所要求控制的装置 实施决策的装置 作出决策的装置 闭环控制系统 即 反馈 系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响 控制器 执行器 被控对象 检测装置 传感器 输入量 设定量 输出量 被控量 控制量 提供决策依据的装置 控制系统所要求控制的装置 实施决策的装置 作出决策的装置 水位检测装置 游泳池水位控制系统 缺陷是什么 如何解决 游泳池注水的开环控制系统方框图 游泳池注水的闭环控制系统方框图 水箱液位控制系统 13 下面两图分别是瓦特蒸汽机的工作原理图和蒸汽供给控制原理图 在如下图所示 套筒与飞球连在一起 当蒸汽机的转速较高时 飞球离心力增大 套筒向上移动 阀门通孔截面积减少 蒸汽流速降低 蒸汽机汽缸内压力减少使其转速下降 请画出蒸汽机转速自动控制系统方框图 蒸汽机转速自动控制系统 减压阀气压自动控制系统 10 家用燃气减压阀的燃气气压控制系统 15 ESP 车身稳定控制系统 作为车辆的辅助控制系统 它可以对因猛打方向盘或者路面湿滑而引起的侧滑现象进行控制 当侧滑传感器检测出车辆侧滑时 电子系统通过制动系统自动对各车轮的制动 左图是前轮侧滑的控制 对各车轮轮胎进行适当制动 使车朝向内侧 同时控制发动机出力 使车辆不会冲出车道 右图是后轮侧滑的控制 主要对前轮外侧的轮胎进行制动 使车朝向外侧 同时控制发动机出力 使车身保持稳定 17 小黄家住市区中某一小区 小区一到下雨天 就汪洋一片 给人们出行带来极大的不便 可在大晴天 园林工人要顶着烈日酷暑给花草树木 汗流浃背 于是小黄突发奇想 能不能设计一个自动控制系统 雨天时自动收集雨水 解决积水问题 大晴天时能自动喷灌浇花 一举两得 请你来协助小黄完成此设计 并回答以下问题 在控制系统中 除输入量以外 引起被控量 即输出量 变化的各种因素称为 什么是干扰因素 干扰因素的特点 控制系统中的干扰因素 来自系统外部的因素作用在被控对象上 造成输出量变化可以克服干扰 但不能消除可以利用的 例1 2 开电冰箱门 房间温度从20 升到32 把热菜或热饭放入电冰箱中 旋转温控器 使控制温度降低些温控器失灵 方法一 开环 闭环 如何克服干扰 什么因素会影响冰箱内的温度 使用者如何克服 设计者如何克服 方法二 增加隔热效果 为什么把冰箱内的温度控制设计成闭环控制 为什么把游泳池的水位控制设计成闭环控制 指出 水箱水位控制系统 中的干扰因素 出水口放水 水蒸发 进水管水压增大 浮球向右调节 浮球破了 塞子有损 找出输出量变化的因素 功能模拟方法 功能 行为 结构 用 模型 模拟 原形 的功能和行为的方法 例 加热炉温度控制示意图 自动 加热炉温度控制示意图 手动 控制器 检测装置 执行器 黑箱方法 把将要研究的系统作为黑箱 通过对系统输入与输出关系的研究 进而推断出系统内部结构及其功能的方法叫 分析 如何判断西瓜生熟 听 看 摸 铁棍当 听诊器 为换热泵查 解释中医看病 望 闻 问 切 解释中医看病 望 闻 问 切 解释中医看病 望 闻 问 切 现代医学是如何检查人体器官的 B超检查 X光透视图 现代医学是如何检查人体器官的 心电图检查 CT检查 核磁共振检查 黑箱方法分析 碰触敲击超声波光波电流电磁波放射线 手感声音各类图像 西瓜机器设备人体 6 花房温度控制系统 7 水箱水位自动控制系统 8 人体感应 红外线 水龙头的自动控制系统 9 某屋顶水箱采用水泵供水 控制器由相应的电路来实现 水箱内净高度为1 2米 如果水位低到0 2米时开