控制与设计(1)精编版

1、一、为什么需要控制一、为什么需要控制 下雪下雪 事物发展的结果可能是人们预先期望的，也可能是与预期的目标不相符，甚至是不希望得到的。如果人们想达到某一特定的目的，就必须运用适当的手段来实现。鱼塘：鱼塘：成熟的西瓜：成熟的西瓜：流行性病毒：流行性病毒：指出下列事物发展与变化的多种可能性：指出下列事物发展与变化的多种可能性： 事物的发展结果可能是人们预先期望的，事物的发展结果可能是人们预先期望的，也可能与预期的目标不相符，甚至是不希望得也可能与预期的目标不相符，甚至是不希望得到的。如果人们想达到某一特定的目的，就必到的。如果人们想达到某一特定的目的，就必须借助适当的手段来实现。须借助适当的手段来实

2、现。马上行动马上行动干涸干涸溢出水溢出水其中的鱼可能多而其中的鱼可能多而肥，可能少而弱肥，可能少而弱被摘下吃掉被摘下吃掉榨汁榨汁烂掉烂掉传染人群传染人群使人发病使人发病被人的抵抗被人的抵抗力所战胜力所战胜通过预防和综合通过预防和综合治理而被控制治理而被控制二、控制的手段大禹治水 思考：大禹治水思考：大禹治水过过程中，通程中，通过过什什么么手段手段实现实现了什了什么样么样的目的？的目的？案例分析案例分析 大禹是中国古代的传奇英雄人物，他所处的年代洪大禹是中国古代的传奇英雄人物，他所处的年代洪水泛滥而久治不息。他的父亲鲧受尧的命令而治水，采水泛滥而久治不息。他的父亲鲧受尧的命令而治水，采用垒坝筑堰

3、、填塞洪水的方法，结果愈治愈泛，水患益用垒坝筑堰、填塞洪水的方法，结果愈治愈泛，水患益盛，最终被舜帝治罪而死。鲧死后，水患并未止息。大盛，最终被舜帝治罪而死。鲧死后，水患并未止息。大禹子承父业，接受舜的命令进行治水。大禹治水，一改禹子承父业，接受舜的命令进行治水。大禹治水，一改其父其父“以以塞而阻水塞而阻水”的方法，以疏通河道、泄洪为主，的方法，以疏通河道、泄洪为主，经过经过1313年的努力，终于年的努力，终于“洪波安息洪波安息”、“水患大治水患大治”。思考：大禹治水的过程中，通过什么思考：大禹治水的过程中，通过什么手段实现了什么样的目的？举出生活手段实现了什么样的目的？举出生活中通过某些手段

4、实现特定目的的事例。中通过某些手段实现特定目的的事例。大禹治水大禹治水 控制是根据自己的目的，通过一定的手段使事物沿着某一确定方向发展的行为和过程。 控制的含义控制的含义 汽车的传动系统汽车的传动系统1、控制的对象是什么理解控制现象，需要明确：2、控制要达到什么目的3、采取什么控制手段三、控制是普遍存在的三、控制是普遍存在的控制事例控制事例控制的对控制的对象象控制的目控制的目的的控制的手控制的手段段大禹治水大禹治水电风扇扇电风扇扇叶转速快叶转速快慢的控制慢的控制人力三轮人力三轮车转弯中车转弯中的方向控的方向控制制马马上行上行动动 请同学们说说你在生活学习中请同学们说说你在生活学习中所见到的应用

5、控制的事例。所见到的应用控制的事例。 学校：学校的音乐铃声、多媒体教学系学校：学校的音乐铃声、多媒体教学系统、自动喷泉等。统、自动喷泉等。家庭：冰箱、电饭煲、微波炉等。家庭：冰箱、电饭煲、微波炉等。社会：交通信号灯、电子警察、电梯、社会：交通信号灯、电子警察、电梯、程控电话交换机等程控电话交换机等 控制的实现需要通过一定控制的实现需要通过一定的手段。从控制过程中人工干的手段。从控制过程中人工干预的情形来分，控制有预的情形来分，控制有手动控手动控制制和和自动控制自动控制。电梯电梯木木门门遥控模型遥控模型手动冲床手动冲床开车开车以前在烈日炎炎的夏天，人们用手摇芭蕉扇扇风消暑。以前在烈日炎炎的夏天，

6、人们用手摇芭蕉扇扇风消暑。随着电风扇的产生，人们消暑纳凉的手段得到了改进。电风扇的叶片装随着电风扇的产生，人们消暑纳凉的手段得到了改进。电风扇的叶片装在电机的轴上，电机转动时带动叶片一起转动从而产生风，达到消暑的在电机的轴上，电机转动时带动叶片一起转动从而产生风，达到消暑的目的。目的。随着科学技术的发展，随着科学技术的发展，20世纪世纪50年代，人们发明了空调器。空调器利用年代，人们发明了空调器。空调器利用制冷机进行制冷，使室内温度恒定在人们所设定的温度值，从而达到降制冷机进行制冷，使室内温度恒定在人们所设定的温度值，从而达到降温消暑的目的。温消暑的目的。手摇扇手摇扇电风扇电风扇空调器空调器手

7、摇扇子产生风手摇扇子产生风电机带动叶片转动时产生风电机带动叶片转动时产生风自动调温自动调温手动手动手动控制手动控制自动控制自动控制自动门自动门太阳能太阳能路灯路灯自动洗车自动洗车 下列哪些是自动控制？哪些下列哪些是自动控制？哪些是人工控制？是人工控制？ 马上行动马上行动自发电手电筒自发电手电筒人工控制 试一试试一试：分析下列控制现象：分析下列控制现象是自动控制还是人工控制：是自动控制还是人工控制：（1）摇动轱辘，提取井水；）摇动轱辘，提取井水；（2）用气筒给自行车的轮胎）用气筒给自行车的轮胎充气；充气；（3）电梯的上下运行控制；）电梯的上下运行控制；（4）农用灌溉抽水机抽水的）农用灌溉抽水机抽

8、水的控制控制。现代网络家电 生活 自动控制汽车自动装配生产线 工业生产 汽车油漆自动控制农业生产 自动控制温室自动控制农田灌溉 电源控制室水泵自动控制农田灌溉 折射式微喷射流式微喷锤式微灌自动控制课后思考课后思考 自动控制技术在各行各业的自动控制技术在各行各业的应用，一方面减轻了人的劳动应用，一方面减轻了人的劳动强度，解放了劳动生产力，另强度，解放了劳动生产力，另一方面也可能造成失业人数增一方面也可能造成失业人数增加。对此，你有什么看法？加。对此，你有什么看法？1 1、控制的涵义、控制的涵义（明确对象、目的、手段）（明确对象、目的、手段）2 2、手动控制和自动控制、手动控制和自动控制小结：小结

9、：开环与闭环控制系统开环与闭环控制系统小试验1：闭上眼睛写闭上眼睛写“控制系统控制系统”四个四个字字输入量： 老师的指令输出量： 所写的字“闭上眼睛写字”的控制过程方框图 手手大脑大脑输入输入笔笔输出输出执行器执行器控制器控制器输入量输入量被控对象被控对象输出量输出量一、控制系统一、控制系统 电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来实现的。给电风扇设定风速挡位，电机就以一定实现的。给电风扇设定风速挡位，电机就以一定的转速带动扇叶转动，输出预定的风速。风速挡的转速带动扇叶转动，输出预定的风速。风速挡位是该控制系统的输入，扇叶转动的风速是该控位是该控制系统的输入

10、，扇叶转动的风速是该控制系统的输出，一个挡位对应着一个风速。制系统的输出，一个挡位对应着一个风速。 一、控制系统一、控制系统电风扇风速的档位电机、扇叶风速输输入入输输出出开环控制系统开环控制系统 在游泳池注水控制系统中，如果进水管单位在游泳池注水控制系统中，如果进水管单位时间的水流量一定，那么游泳池水位的高度与进时间的水流量一定，那么游泳池水位的高度与进水的时间是一一对应的。我们就可以通过设定注水的时间是一一对应的。我们就可以通过设定注水时间，使游泳池的水位达到希望的高度。将注水时间，使游泳池的水位达到希望的高度。将注水的时间值（假设为水的时间值（假设为2 2小时）设定到定时器中，开小时）设定

11、到定时器中，开启进水阀注水，一旦时间到达，定时器就会通知启进水阀注水，一旦时间到达，定时器就会通知进水阀门关闭，停止向游泳池注水。进水阀门关闭，停止向游泳池注水。 分析：分析： 游泳池的水位只受设定的注水的时间控制，这里，作游泳池的水位只受设定的注水的时间控制，这里，作为输入的设定的注水时间可以计算，称为输入量；作为输为输入的设定的注水时间可以计算，称为输入量；作为输出的游泳池的水位可以用水面高度这样的量来计算，称为出的游泳池的水位可以用水面高度这样的量来计算，称为输出量。输出量。 设定注设定注水的时水的时间间定定时时器器进进水水阀阀门门游游泳泳池池游泳池游泳池的水位的水位输入输入输出输出水流

12、量水流量 定义：定义： 控制系统的控制系统的输出量输出量不对不对系统的控制系统的控制产生任何影响，这产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。种控制系统称为开环控制系统。 开环控制系统开环控制系统案例分析案例分析红外装置红外装置是否检测是否检测到人体热到人体热辐射发出辐射发出的信号的信号 控控制制电电路路电电机机自自动动门门门的开门的开启或关启或关闭闭 转转动动输入输入输出输出请画出下列开环系统的方框图请画出下列开环系统的方框图v1、电视摇控器的控制系统电视摇控器的控制系统v2、楼道声控灯的控制系统、楼道声控灯的控制系统v3、电动车的防盗报警系统、电动车的防盗报警系统按开机按开机按扭按扭控制

13、控制电路电路显像及音显像及音频视频频视频电视机电视机电视电视节目节目影像影像设定设定声音声音分贝分贝控制控制电路电路灯泡灯泡计时器计时器灯光灯光时间时间外力外力强度强度控制控制电路电路音响装置音响装置计时器计时器警报器警报器警报声警报声声音声音 生活中还有哪些开环控制系统？要求学生生活中还有哪些开环控制系统？要求学生应用一般开环控制系统方框图画出以下控制系应用一般开环控制系统方框图画出以下控制系统的控制方框图。统的控制方框图。公共汽车车门控制系统。公共汽车车门控制系统。红绿灯定时控制系统。红绿灯定时控制系统。防盗报警系统。防盗报警系统。火灾报警系统。火灾报警系统。音乐喷泉控制系统。音乐喷泉控制

14、系统。闹钟定时控制系统。闹钟定时控制系统。自动烘手机自动烘手机请完成请完成1、家用缝纫机的缝纫速度控制系统（属于开环控制系统）、家用缝纫机的缝纫速度控制系统（属于开环控制系统）脚踏脚踏力度力度脚蹬、曲柄、链轮脚蹬、曲柄、链轮中轴、链条中轴、链条缝纫缝纫速度速度2、电冰箱的温度控制系统（属于闭环控制系统）、电冰箱的温度控制系统（属于闭环控制系统）温度计温度计温度温度设定设定温度温度控制控制器器制冷制冷装置装置温度值温度值检测装置检测装置比较器比较器设定设定声音声音分贝分贝控制控制电路电路灯泡灯泡计时器计时器灯光灯光时间时间3、走道路灯的声光控制系统（开环）、走道路灯的声光控制系统（开环）4、交通路口红绿灯自动控制系统（闭环）、交通路口红绿灯自动控制系统（闭环）设定设定车流车流量量控制控制器