开环控制系统的工作过程【 知识精讲+备课精思+拓展提升 】 高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》

开环控制系统的工作过程走进情境：体验掷飞镖游戏思考掷飞镖游戏掷飞镖游戏的组成和过程？掷飞镖游戏任何控制都要通过若干个环节来实现，这些环节所涉及的装置构成了一个系统，称为控制系统。大脑、手、飞镖输入输出系统控制期望值落点位置任务一

理解控制系统技术体验：组装电风扇模型工作原理:台式电风扇是利用电能与机械能以及自然能（风能）的转换原理，电机通电后带动叶片高速旋转，使空气对流速度加快，从而如同风吹一样加速热量散发，使人感到凉爽。电池、开关、电机、扇叶手按下风输入输出任务二

分析开环控制系统工作过程概念控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。开环控制系统开关电机扇叶控制器执行器被控对象输入量输出量开关电机扇叶手按下风

控制系统中，方框表示系统的环节，单项信号线表示系统信号传递的方向，这种图称为控制系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。控制器输入量控制量输出量执行器被控对象开环控制系统——方框图开环控制系统方框图说明控制器执行器被控对象输入量输出量控制量输入量：控制系统的给定量；控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件；执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件；被控对象：控制系统中所要求控制的装置或生产过程；输出量：控制系统所要控制的量，也是控制系统的输出信号；控制量：执行器的输出信号；案例1.新校区植物的定时浇水开环控制系统2.新校区小河中音乐喷泉开环控制系统3.新校区人脸识别门禁开环控制系统4.后疫情时代的自我保护开环控制系统5.自动门开环控制系统开环控制系统案例

用方框图说明控制系统的工作过程，并注明方框中的各个环节的具体内容以及输入量、输出量和控制量。1.新校区植物的定时浇水控制系统新校区移植了很多新的绿植，为了它们更好的生长，需要定时给绿植浇水。请根据以上描述和定时浇水控制系统图，画出开环控制系统方框图。定时器水泵出水管设定浇水时间出水量2.新校区小河中音乐喷泉控制系统有同学提出在新校区小河中架设音乐喷泉，使新校区显得有活力，有生机。音乐喷泉的控制：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“声-电转换装置”将起伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动水泵转动。音乐信号强，水泵的转速就快，喷出的水柱就高。反之，音乐信号弱，水泵的转速就慢，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。请根据以上描述，画出方框图。音乐水泵转速水柱水柱高低声—电转换装置水泵3.新校区人脸识别门禁系统为了方便人们的出入，学生宿舍，大门都安装了人脸识别门禁系统，当有人走近大门时，人脸识别摄像头检测到人的脸部信息，控制电路接收到该信号后，便会发出相应的指令，门顶端的电磁锁将弹开，从而打开自动门。请根据以上描述，画出方框图。门开控制电路电磁锁门人脸信息4.后疫情时代的非接触保护控制系统红外线感应自动开闭的垃圾桶，是一种非接触的设备。其工作过程是当人手靠近桶盖时，传感器感应到人手信号，控制电路控制电磁连杆机构打开桶盖，手远离桶盖后，控制电路延时十秒后桶盖自动关闭。请根据以上描述，画出方框图。控制电路电磁连杆桶盖人手信号桶盖开闭

思考：如果把红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号看做输入量，门的开启或关闭看作事输出量，请根据自动门的开、关工作过程，写出方框图。5.自动门的控制系统红外装置检测红外信号控制电路电机门门开/关转动量课堂小结1.控制系统： 任何控制都要通过若干个环节来实现，这些环节所涉及的装置构成的系统。2.开环控制系统：

控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。3.开环系统控制图：输出量输入量控制器执行器被控对象控制量开、人工不是、自动开、自动开、自动汽车的方向控制冰箱的温度控制洗衣机的程序洗衣控制红绿灯定时控制系统不是、自动1.判断下列控制是开环控制系统吗？按手段分是人工还是自动？抽水马桶的水位控制课堂练习2.如图所示为红外感应饮水机电源控制方框图，该控制系统的执行器是（）A.饮水机电源

B.加热状态C.控制电路D.继电器控制电路继电器饮水机电源人体热辐射信号饮水机加热状态D3.如图所示为汽车底部障碍物探测系统的控制方框图。该控制系统的控制器是（） A.检测到彻底障碍物信号 B.微处理器 C.语音模块 D.扬声器微处理器语音模块扬声器检测到车底障碍物信号报警声B4.自动灭火控制子系统，其工作原理是在发生火灾时，传感器将信号送至消防联动控制器，控制器控制供水泵启动进行灭火。下列关于自动灭火控制子系统的分析中正确的是（

） A.传感器检测的是输出量

B.控制器是供水泵

C.该系统属于开环控制系统

D.控制量是灭火C消防联动控制器火灾信号水泵的开启水供水泵出水口5.某疲劳驾驶提醒系统由摄像头、控制中心、提醒装置三部分构成，首先通过摄像头摄取驾驶人员的人脸状态信息，通过控制中心与预设的疲劳状态的人脸特征比对，确定驾驶人员处于疲劳驾驶时，通过继电器控制声音震动提醒装置，发出声音和震动。下列关于该控制系统的分析中正确的是（

） A.被控对象是人

B.

输入量是设定的疲劳状态人脸信息

C.控制量是声音和震动

D.执行器是继电器D控制器人脸状态电流声音和震动继电器声音震动提醒装置6.某商场门口的电动液压升降柱，通过升降柱来限制车辆，从而保障交通秩序以及场所安全，电动液压升降柱是由升降柱柱体、液压传动站、自动检控器三部分共同组成。升降柱控制系统可遥控，也可自动识别，其中自动识别控制过程如下：当汽车靠近时，由车牌识别器识别车牌信息并传递给计算机，计算机控制小型大扭矩电机带动液压杆中的活塞上下运动，从而实现升降柱柱体的上升和下降。从系统的角度分析下列说法中正确的是（

）A．被控对象是汽车B．不同的车牌号码是该控制系统的干扰因素C．执行器是电机和活塞模块D．控制量是升降柱体的上升和下降因素C控制器输入量控制量输出量执行器被控对象计算机车牌号码活塞行程升降柱上升和下降电机和活塞升降柱柱体7.填空：公交车自动门，一般都是折叠门，驾驶员一按开关，控制电路得到信号，使电磁阀通电推动车门打开或关上。（

）

按开关控制电路（

）（

）

电磁阀车门车门开或关（

）（

）定时装置电动机

（

）

8.填空题:自动升旗控制系统，在播放国歌的时间内，控制国旗匀速上升到旗杆顶端。国歌时间国旗升旗速度9.填空题：红外自动水龙头常用于机机场、酒店等公共场所。当人手伸入感应区时，控制电路带动电磁阀，使得水龙头开关打开自