《控制与设计》高三公开课

1、重视基础知识重视基础知识 提高综合能力提高综合能力 武义二中武义二中 程妙仙程妙仙 多多益善被控对象 控制量控制量给定量控制器被控量执行器检测装置检测装置比较器比较器+ +- -控制器输入量输入量输出量输出量执行器被控对象控制量控制量开环控制系统工作方框图开环控制系统工作方框图闭环控制系统工作方框图闭环控制系统工作方框图1、开环开环控制系统定义：控制系统定义： 控制系统的输出量，控制系统的输出量，不对不对系统的控制产生系统的控制产生任何的影任何的影响响，这种控制系统的称为开环控制系统。，这种控制系统的称为开环控制系统。2、闭环闭环控制系统的定义：控制系统的定义： 系统的输出量返回到输入端并系统

2、的输出量返回到输入端并对对控制过程控制过程产生影响产生影响的控制系统称为闭环控制系统。的控制系统称为闭环控制系统。方法一、从定义上判断方法一、从定义上判断方法二、从信号特征、方法二、从信号特征、反馈环节反馈环节上判断上判断开环开环控制系统特征控制系统特征：系统的输出量：系统的输出量仅受仅受输输入量控制，输入量到输出量之间的信号入量控制，输入量到输出量之间的信号是是单向传递单向传递。不存在反馈环节。不存在反馈环节。闭环闭环控制系统特征控制系统特征：输出量到输入量之间：输出量到输入量之间的信号形成一个回路。有的信号形成一个回路。有反馈反馈环节。环节。方法三、从输入输出量上判断方法三、从输入输出量上

3、判断学一招学一招对比以下两个方框图，思考问题：对比以下两个方框图，思考问题：哪种控制系统的输入量和输出量相同并可以进行哪种控制系统的输入量和输出量相同并可以进行比较？这如何用在判断开闭环控制系统上？比较？这如何用在判断开闭环控制系统上？设定注入时间定时器游泳池的水位（输入量）（输入量）（输出量）（输出量）进水阀游泳池水水流量流量游泳池水流量水流量给定水位控制器游泳池实际水位进水阀检测装置检测装置比较器比较器+ +- -（输入量）（输入量）（输出量）（输出量）1. 随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一种具体随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一种具体应用。其工作过程是由应用。其工作过程

4、是由 “声电转换装置声电转换装置”将起伏的音将起伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动电乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐声信号强，水泵的转速就快，动机带动水泵转动。音乐声信号强，水泵的转速就快，喷头的压力就大，喷出的水柱就高。反之，喷出的水柱喷头的压力就大，喷出的水柱就高。反之，喷出的水柱就低。音乐信号的强弱与喷泉水柱的高低一一对应。请就低。音乐信号的强弱与喷泉水柱的高低一一对应。请回答以下问题：回答以下问题：（1）该控制系统的）该控制系统的输入信号输入信号和和输出信号输出信号分别是什么？分别是什么？（2）音乐喷泉控制系统是）音乐喷泉控制系统

5、是开环开环控制系统还是控制系统还是闭环闭环控制系控制系统？统？ 2. （2010年青岛二模年青岛二模54）小黄设计了厨房节能液化气灶）小黄设计了厨房节能液化气灶(如如下图下图)，可节约，可节约30%以上的液化气，特别适用于饭店等大以上的液化气，特别适用于饭店等大灶使用。灶使用。（1）本系统是）本系统是_（开环开环/闭环闭环）系统）系统 液化气液化气工作原理示意图工作原理示意图压力锅工作原理图压力锅工作原理图压力锅工作原理图压力锅工作原理图:控制方框图控制方框图给定量给定量（重锤重力）（重锤重力）控制器控制器（重锤）（重锤）执行器执行器（放气孔）（放气孔）检测装置检测装置（重锤）（重锤）控制量控

6、制量（出汽量）（出汽量）被控对象被控对象（压力锅）（压力锅）输出量输出量（锅内压（锅内压力）力）比较器比较器扰动扰动系统可能受到的干扰以及恢复系统可能受到的干扰以及恢复1、放气孔被一些杂物堵住，不能正常排气，以及安全阀被卡、放气孔被一些杂物堵住，不能正常排气，以及安全阀被卡住，这些都会导致安全阀不能被正常抬起。住，这些都会导致安全阀不能被正常抬起。恢复：恢复：当故障失灵的时候，过大的压力会把易熔片冲开，把锅当故障失灵的时候，过大的压力会把易熔片冲开，把锅内的压力降到安全值，防止事故的发生。内的压力降到安全值，防止事故的发生。2、锅内的水分被蒸干，锅内温度的升高，影响压力锅的正、锅内的水分被蒸干

7、，锅内温度的升高，影响压力锅的正常工作。常工作。 恢复：恢复：当锅内温度的升高，会把锅盖上面的易熔片（熔点当锅内温度的升高，会把锅盖上面的易熔片（熔点低）给熔化掉，这样也可以起到安全作用。低）给熔化掉，这样也可以起到安全作用。1、是开环还是闭环控制？、是开环还是闭环控制？2、被控对象、被控量、控制量是什么？、被控对象、被控量、控制量是什么？3、控制器、执行器分别是什么？、控制器、执行器分别是什么？n 连杆系统连杆系统供水水箱的水位自动控制系统供水水箱的水位自动控制系统浮球浮球控制器控制器阀门阀门水箱水箱预设预设水位水位进水量进水量比较器比较器实际水位实际水位连杆系统连杆系统加热炉的温度自动控制

8、系统被控对象 控制量控制量给定量控制器被控量执行器检测装置检测装置热电偶热电偶控制器控制器加热器加热器加热炉加热炉设定温度设定温度比较器比较器热量热量温度温度高考链接 如图所示为某种抽水马桶水箱的结构示意图：浮球和连杆用螺纹连接，通过调节连杆长度来设置给定水位，当水位上升到给定水位时，浮球带动连杆装置关闭进水阀。如果往进水阀方向调节浮球，缩短连杆长缩短连杆长度，那么产生的后果是度，那么产生的后果是A降低给定水位高度B增加给定水位高度C不影响给定水位高度D降低实际水位高度B知识应用 1.投篮的过程中，被控量是：（ ）A.篮框的位置； B.投篮的力度、角度； C.篮球的落点； D.以上皆是。C2把在体育课上练习投篮看成一个控制系统，则下列判断错误的是( ) A控制系统的控制器是人的大脑 B控制系统的反馈环节是人的眼睛 C控制系统的执行器是人的手 D控制系统的被控量是篮球3比较闭环控制系统和开环控制系统，下列判断错误的