控制系统的设计与实施PPT课件

.,1,控制系统的设计与实施,.,2,热消毒部分工作原理：远红外加热管通电发热，当温度升至125度时，温控开关自动断开，远红外加热管停止加热，完成消毒过程。,设计项目：电热箱,设计要求：、箱内温度恒定在60度左右；、能自动控制；、安全、节能、低成本。,一、问题的提出,.,3,发现问题与明确问题,制定设计方案,制作模型或原型,测试、评估、优化,编写使用说明书,设计分析,方案构思,设计的一般过程,.,4,简单开环控制系统的框图表示：,简单闭环控制系统的框图表示：,1、控制系统结构,二、控制系统的设计分析,问题转化为执行器、控制器、检测装置（闭环）等的选择。,.,5,执行器根据被控量来选择。,2、确定控制系统各部件,执行器应为：加热器,B、确定执行器,被控量(输出)：,温度,确定被控量,A、确定控制对象：,电热箱,.,6,控制器的选择与控制量、被控量、执行器都有关系。,2、确定控制系统各部件,控制量：执行器的输出信号。,控制量：,热量,Q0.24I2Rt0.24(U2/R)t,C、确定控制器,根据焦尔定律，其产生热量：,可控硅,调压器,电热丝调节器,温控开关,.,7,A、干扰因素：,B、控制类型的选择：,3、控制类型的选择,电源电压的稳定性,电热箱箱体与环境的对流速度(密封性、环境温度),原则：被控量是否存在量上的误差,控制结构：闭环控制系统,C、检测装置的确定,由被控量来选择,检测装置：温度传感器,.,8,三、方案构思,1、控制框图,控制器可以选择调压器、可控硅、温控开关等，加热器也有多种选择。,干扰,.,9,2、元器件选择：,请选择下列合适的元器件组成控制系统，画出电路图，并连接实物。,三、方案构思,如果有多种设计方案，需要进行比较与权衡。,远红外加热器(10元),热敏电阻(0.5元),发热丝(6元),石英灯(50W2元),温控开关(2元),行程开关(2元),启辉器双金属片(1元),定时器(10元),绝缘板,温度计,导线,电源开关,电源指示灯,.,10,1、系统实施和评价的依据是什么？,实施包括：箱体的制作、安装与调试、运行和评价等步骤。,3、一同学在箱体的正面安装一电源指灯以指示电源的通断，安装温度计以指示箱内的温度(如图)。这考虑人机关系的哪方面关系？,四、系统实施,设计的一般原则。具体内容：美观、创新、实用、经济、道德、技术规范、持续发展。,2、在本电热箱实施过程中，你认为主要要考虑设哪些因素？,信息交互以人为本思想方法,.,11,4、一同学为了减少电热箱与环境的对流速度，在实施过程中制作了内外两层箱体（如图）。他的考虑基于将电热箱与环境看作是（），这就是典型的（）分析方法。,四、系统实施,系统的思想方法,.,12,小结,1、控制系统的设计遵循设计的一般过程，但有其特殊性。,2、控制系统的设计思路是：明确控制目的了解被控对象的基本特性分析被控量和控制量确定执行器和控制器确定控制类型选择元器件制作、安装、调试、评价优化。,3、设计的一般原则是指导控制系统设计、实施的准则。,4、设计过程应综合运用技术的思想方法，力求有所创新。,.,13,执行器被控量：执行器直接改变和调整被控量。若被控量是温度，执行器可以是加热器（加热）或压缩机（制冷），若被控量是流量，执行器就是阀门。对于运动，通常采用电动机（直线运动）等。,小知识：,