三、控制器 (2).ppt

回顾：控制系统的组成部分有哪些？（P104）,定时器用来设定加热时间，是电烤箱控制系统的控制器；开关执行定时器的指令接通或断开电路，是电烤箱控制系统的执行器；电热丝是电烤箱的主要元件，在电烤箱控制系统中式被控制的对象；电烤箱控制系统要控制的是烤箱的温度，因此温度是被控量；电烤箱的温度是靠调节加热时间来控制的，时间是控制量。,定时器,开关,电热丝,第三节控制系统,第四章控制及其设计,新民高中张淼,执行器、反馈环节、干扰因素,（一）执行器,执行器是对被控量直接进行控制、调节、驱动的元件。,电动机、电磁铁都是常用的执行器。如水泵、洗衣机等都是由电动机驱动的，洗衣机的进水阀和排水阀是用电磁铁开关的电磁阀。,如：电动机、电磁铁、汽缸、液压缸、阀门。,水泵,洗衣机进水阀,汽缸和液压缸工作原理是相同的，只是使用的工作介质不同，汽缸用的是压缩空气，而液压缸用的是液压油。,公共汽车车门的开启和关闭是由司机按动控制按钮，通过电磁阀打开气缸的进气门或排气门来完成的，气缸就是开关车门的执行器。,阀门是对气体、液体等被控量进行调节的执行器。如水龙头。,（二）反馈环节,什么叫反馈环节？,分析：在这里，可以将人看作控制系统，眼睛把接收到的杯子的位置以及实际投掷位置等信息输送给大脑，经大脑分析和加工处理后，发出指令，指挥手投掷乒乓球，直到命中。,含义：对输出量进行检测并将检测结果传回控制器输入端的环节叫反馈环节。,投球练习,这种带有反馈环节的控制系统称为闭环控制系统。,闭环控制系统的工作过程：闭环控制系统就是系统的输出端与输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生影响的控制系统。闭环控制系统是通过反馈环节克服干扰因素而使系统达到稳定。,反馈环节的作用：在很多控制系统中，人们利用反馈可以大大提高控制的精度和控制的可靠性。通过反馈来减少被控量(输出量)的偏差。,闭环控制系统实例,例1：恒温箱,恒温箱就是提供在一定空间保持一定温度的装置。通常有壳体、保温层、温度控制装置、冷（热）源。典型应用：禽类孵化器、早产婴儿的监护系统等。电冰箱实际也是恒温箱。,首先由传感器对被控量进行检测，然后再把检测信号输入控制器，爱输入端与设定值进行比较，如果检测温度低于设定温度继续加热，检测温度到达设定温度停止加热。,导弹是“导向性飞弹”的简称，是一种依靠制导系统来控制飞行轨迹的可以指定攻击目标，甚至追踪目标动向的无人驾驶武器。,例2：导弹控制,导弹发射,导弹控制系统控制的是导弹与目标之间的距离，目的是要击中目标（距离为零）。对目标的测定在远距离时用方向、距离控制全球定位系统（GPS），近距离时靠激光或图像跟踪装置。检测到的距离方位误差值输入控制器（计算机）进行分析计算，然后向执行器发出指令，修正导弹飞行姿态，直至击中目标。,导弹轨迹,水箱水位控制,浮子通过长柄带动进水阀门，水位低时阀门开大，当水位到达足够使用的高度时，浮子就把进水阀门关闭了。,P101,给定量（设定的水位）,控制量（进水量）,它的传感器是浮子，反馈信号是实际水位，被控对象是水位，控制量是进入水箱的水量，与浮子联动的阀门是执行器，控制器是杠杆。,水箱水位控制系统框图,小结：在很多控制系统中，人们利用反馈可以大大提高控制的精度和控制的可靠性。,含义：干扰就是对控制系统的行为造成影响的有害的信号及扰动，即除给定量外，引起被控量量值变化的各种因素。,（三）干扰因素,【讨论】在电冰箱的温度控制系统中，下列情况是否属于影响其温度控制的干扰因素？（1）开电冰箱门。外面热气进入冰箱将会引起箱内温度变化，属于干扰因素。（2）电冰箱所在房间的温度从20变到32。属于干扰因素。（3）把热菜或热饭放入电冰箱中。属于干扰因素。（4）在冰箱外放一盆冷水。严格说这也会引起环境温度的变化，但这种变化一般有利于冰箱实现目标，不属于干扰因素。,【想想看】你还能列举哪些现实生活中的干扰的例子？,例如：船在行驶中的干扰,汽车驾驶中的干扰,电视机的工作,克服干扰的基本方法,A、消除干扰如：在飞机上不能使用通信工具，如手机。B、减弱干扰如：电器在使用时远离其它电子设备。（电视机出现画面紊乱的现象往往是由于受到外界磁场干扰）C、提高控制系统性能如：采用闭环控制系统。,当干扰严重个超出了系统的调节范围时，被控量也可能最终偏离预定值。另外，有时候外界的某些因素会对控制系统本身产生干扰，影响系统正常工作。如：温度。我们还可以利用干扰。对干扰的利用，是指有意对控制系统施加干扰，使控制系统无法达到控制的目标。例如：战争中的双方会采用干扰和反干扰技术，防御方会对导弹施放干扰不让它击中目标，进攻方会采取反干扰措施，如采用多种制导技术；军事演习中对敌方信息指挥系统进行电磁波干扰。,【小组讨论】以小组为单位，讨论如何克服在汽车行驶中的干扰？1、控制系统的克服措施：刹车、转向、鸣喇叭。2、针对干扰源的措施：加强国民交通意识。3、管理措施：交通