第十四课闭环电子控制系统的设计和应用

1、二、闭环电子控制系统的设计和应用 闭环电子控制系统是在开环电子控制基础上增加反馈环节而成的。它具有较高的控制精度，能实现自动控制。 冰箱、空调、恒温箱、智能洗衣机、水位监控设备等大都采用闭环电子控制系统。案例1 热带鱼水箱温度控制器的设计和应用设计要求：1、 热带鱼水箱温度控制系统2、 要求温度控制在25设计分析：1、根据设计要求，确定温度是被控量，水箱是被控对象。2、由于对水箱的温度控制严格地规定了温度允许变化的范围，所以必须使用闭环电子控制系统。3、按照闭环电子控制系统的方框图，确定预置温度，选择控制电路的元器件、输出部件和检测温度的传感器，通过查找资料将各部分用接口电路连接起来，组成一个

2、闭环电子温度控制系统。闭环电子控制系统方框图 输入 控制 (处理)输出被控对象 检测 比较器反馈水箱恒温控制方框图 输入 预置控制 温度装置 控制 (处理)选择控制（处理）电路的元器件输出继电器、电热棒被控对象水箱 检测 温度传感器 比较器反馈水箱恒温控制电路案例案例2 2 水塔水箱水位自动控制系统水塔水箱水位自动控制系统1、设计要求：1设计和制作一个水箱水位闭环电子控制系统的模型。 2能模拟水塔水箱中水位的自动控制。2、设计分析：（1）根据对设计要求的分析，被控量是水箱中水位的高度，被控对象是水箱中的水。（2）由于对水箱中的水位的高度变化有严格的要求，即要求水箱中储存的水不能超过某一水位（高

3、水位），也不能低于某一水位（低水位），所以实现这一控制需要采用闭环电子控制系统。（3）根据闭环电子控制系统方框图，选择合适的输入、控制（处理）、输出、检测部分的元器件（或实用电路）、设备等。3、系统设计：确定解决问题的目标和评价标准（1）解决问题的目标： 利用水的导电特性，使用导电体探测水位的高低，控制继电器闭合、断开，带动水泵抽水。（2）评价标准： 当水位低于低水位线时，抽水； 当水位到达高水位线时，停止抽水； 当水位介于高、低水位线之间时，要维持水泵原工作状态；原来抽水，则继续抽水，等水位到达高水位线时再停机；原来停机，则继续停机，等水位降到低水位线时，再抽水。4、对系统各部分进行设计时可

4、选择不同的方案输入：可使用裸导线或液面传感器作为水位 探头。控制器：可用三极管放大电路，可用数字集成电路，也可用专用集成芯片等。执行器：可用不同电压、功率的继电器,也可用抽水泵 。5、系统分析：制作模型，以实现目标、解决问题、满足需要为前提，深入地进行分析（1）水箱中的水位探头示意图：水箱中水位探头位置如图所示， a为电源电压引出端，b为低水位探头，c为高水位探头。a、b、c为三根裸露的硬铜电线。ab 低水位C 高水位A B C（2）水箱水位闭环电子控制系统方框图 输入探头C确定高水位，b确定低水位控制（处理）与非门构成触发器控制输出继电器、水泵被控对象水箱中的水 检测由bc两个探头组成水位传感器检测水位的高低 比较器反馈(3)RS触发器构成水位控制电路设计和安装闭环电子控制系统的一般步骤：1、按照设计要求，确定被控量和被控对象。2、确定是否使用闭环电子控制系统。3、根据闭环电子控制系统方框图，选择控制部分的电子电路、输出部分的执行器、检测部分的传感器，并参照有关资料，通用接口电路将各个部分连接成一个完整的控制系统。4、参照电路图安装电路。5、将系统各部分进行整体安装和调试。6、通过制作、试验、发现设计存在的问题，对方案进行改进和优化。四、课后作业设计一个给茶壶提供保温的温度控制系统，并进行试验，写出试验总结。设计要求：1、 设