通技会考复习要点-控制与设计题精解

通技会考复习要点—控制与设计题精解控制与设计会考阅卷：

不在字多，而在“点”上。评分依据：相关知识点的关键词通技会考复习要点—控制与设计题精解控制部分会考考点、给分点控制思想：采取措施使期望的结果出现。

多个物体接力传递控制信号(因果关系)

；把握两头：输入—输出；清楚过程：控制信号经过各物体时的转化与传递。主要知识点：

三量：输入量(设定量)、输出量(被控量)、控制量；四物：控制器、执行器、被控对象、检测装置(传感器/反馈装置)；五概念：控制、开环、闭环、反馈、干扰。主要技能：

绘制控制系统框图：控制过程分析：信号传递途径、环节发生的变化；干扰因素分析：系统外的环境影响。通技会考复习要点—控制与设计题精解

清晨，第一个到学校的同学走进教室后，首先做的事：冬天——夏天——从三个方面把握：what——什么目标？目的who——哪个物体？对象how——怎么做？手段

控制的含义开灯开空调通技会考复习要点—控制与设计题精解

冬天开灯目的：对象：手段：控制过程：照明(光线)日光灯采用开关开关通/断→电路中电流有/无→日光灯亮/灭通技会考复习要点—控制与设计题精解夏天开空调目的：对象：手段：控制过程：凉爽(空气)教室采用空调设备

温控电路设定温度与实际温度的差值→控制电路中电流有/无→制冷机工作/停止→教室温度降低/不变通技会考复习要点—控制与设计题精解从普通开/关灯到亮度可调灯控制对象：

灯泡

控制目的：

灯亮度可调

控制手段：

通过调控电路控制过程：

旋转电位器旋钮→电路电流变化→灯亮度变化。灯

电路旋钮亮度旋钮位置通技会考复习要点—控制与设计题精解控制系统必定有输入——输出这两个环节，控制信号作用于两者之间，保证目的必然实现。控制系统由多个单元组成，每一单元的输入和输出之间是因果关系；各单元之间存在相关关系——前一单元的输出是后一单元的输入。控制的含义人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段使事物向期望的目标发展，这就是控制。①控制要达到什么目的？②控制的对象是什么？③采取什么控制手段？控制的三要素通技会考复习要点—控制与设计题精解控制系统分析方法确定控制目的——控制过程最终实现的目标，找到描述结果的物理量——输出量（被控量）。明确被控对象——实现目标的直接承载物，在流动的气体或液体上实现时，被控对象为容器。分析被控对象在控制系统中的作用：被控对象的输入、输出，及输入—输出间的转化情况。找出它的输入信号——控制量，以及输出该信号的前级物体——执行器。分析执行器在控制系统中的作用：执行器的输入、输出，及输入—输出间的转化情况。找出执行器的输入信号及该信号的来源物体——控制器。通技会考复习要点—控制与设计题精解控制系统分析方法分析控制器在控制系统中的作用：控制器的输入、输出，及输入—输出间的转化情况。找出控制器的输入信号及该信号的来源物体：**如果只有一个输入信号来源，即系统的外部环境量——输入量（可能有些系统还经过一个传感器传递），整个控制系统的输入——输出间形成了一条控制链，控制信号在传递过程中单向传递——开环控制。**如果控制器的输入为系统设定值（输入量）和系统的实际输出量的偏差值，存在一个检测装置，检测系统的实际输出并将其传递给控制器，这一检测装置称为反馈装置/环节，这种情形下，控制信号在传递过程中形成了闭合的环形——闭环控制。通技会考复习要点—控制与设计题精解控制系统基本组成与工作过程当门口没有人时，门是关着的；当有人来到门口时，门自动打开；当人离开门口后一段时间，门又自动关闭。提问：当人站在门口不动，大门会怎样？工作过程：控制信号的传播路径中的接力物体；在控制信号传递过程中每一物体发生的状态变化。通技会考复习要点—控制与设计题精解自动门的控制过程输入红外检测装置控制电路电机门门的开启或关闭传感器控制器执行器被控对象输出控制装置被控对象人体热辐射控制系统的基本组成（开环系统）+转动角度通技会考复习要点—控制与设计题精解被控对象：控制系统中所要求控制的装置或生产过程执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件控制量：执行器的输出信号输入量（给定量）：控制系统的输入信号输出量（被控量）：控制系统的输出信号控制器执行器被控对象控制量输入量输出量控制系统的基本组成（开环系统）通技会考复习要点—控制与设计题精解以水箱水位控制为例研究闭环控制系统。（给定水位）输入量水位差连杆机构水箱输出量（实际水位）浮子反馈量—进水阀（进水量）控制系统的基本组成（闭环系统）通技会考复习要点—控制与设计题精解难点输入量/设定值控制量控制器执行器被控对象输出量反馈/传感器干扰比较器给定量（输入量）——控制系统的输入信号被控量（输出量）——控制系统的输出信号控制器——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控制量——执行器的输出信号比较器——将给定量与所测的被控量进行比较，求出偏差控制系统的基本组成（闭环系统）通技会考复习要点—控制与设计题精解给定量（输入量）期望值命令发出者命令执行者命令的作用对象反馈环节控制目的被控对象的输入量控制器执行器被控对象反馈环节被控量（输出量）控制量描述性语言概念控制中的概念的直观说法：通技会考复习要点—控制与设计题精解分类依据控制种类特征信息流的传递方式开环控制信号传递是从输入到输出的单一传递方向；输出不影响输入，对输出不需要测量。闭环控制信号传递既有从输入到输出的方向，也有从输出经反馈回到输入的方向，形成一个封闭的环；输出影响输入，测量的输出值与设定值的偏差影响控制过程。人工干预的情形人工控制

人为的直接干预或全程干预自动控制

无人直接参与控制系统的分类通技会考复习要点—控制与设计题精解人工控制——控制过程是在人的直接干预和全程干预下进行的。如人工纺纱、打开普通自来水龙头、按键打开电灯、驾驶汽车等通技会考复习要点—控制与设计题精解自动控制——指在无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行。如数控机床、饮料自动装罐生产线、花房恒温控制、十字路口红绿灯的转换等。太阳能路灯自动门通技会考复习要点—控制与设计题精解以前在烈日炎炎的夏天，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。随着科学技术的发展，20世纪50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，从而达到降温消暑的目的。手摇扇电风扇空调器手摇扇子产生风电机带动叶片转动时产生风自动调温手动手动控制自动控制从手摇扇到空调通技会考复习要点—控制与设计题精解按照执行部件的不同，控制可分为机械控制、气动控制、液压控制，电子控制等。机械控制气动控制液压控制电子控制通技会考复习要点—控制与设计题精解开环控制系统被控对象执行器控制器输入量控制量输出量控制电路红外装置是否检测到人体的热辐射发出的信号门的开启或关闭电机自动门转速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。通技会考复习要点—控制与设计题精解电机控制电路是否检测到人体热辐射发出的信号自动门门的开启或关闭转速进水阀门定时器设定注水的时间游泳池游泳池的水位水流量小结：机械运动类控制系统，一般的执行器是电动机。流体类控制系统，一般的执行器是阀门，被控对象是容器。通技会考复习要点—控制与设计题精解设计一个家用窗帘简易控制电路，设计要求天亮时自动开启，天暗时自动关闭。请画出控制系统方框图。天亮天暗光检测控制电路电动机窗帘开启或关闭窗帘转速通技会考复习要点—控制与设计题精解开关教室灯的过程灯电路开关手的动作（输入）电流光线（输出）停车场系统控制过程（视频）控制的目的、对象、手段分别是什么？摄像头控制电路栏杆电机输入输出(小汽车)(抬起/放下)通技会考复习要点—控制与设计题精解现要求画出雨天自动关窗系统控制方框图是否有雨湿度传感器控制电路电动机窗户开或关转速通技会考复习要点—控制与设计题精解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，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。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：请画出控制方框图音乐信号声电转换装置和电机水泵喷头水柱高低1、是开环控制系统还是闭环控制系统？2、输入量和输出量分别是什么?通技会考复习要点—控制与设计题精解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，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。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：请画出控制方框图音乐信号声电转换装置和电机水泵喷头水柱高低1、是开环控制系统还是闭环控制系统？2、输入量和输出量分别是什么?水压转速声强通技会考复习要点—控制与设计题精解有报纸报道，一位八岁小女孩在进某酒店的旋转大门时，被旋转大门夹住，结果造成重伤。现请你帮忙设计一个控制系统的方案，使旋转大门遇到阻力时能够自动停止转动。请你画出该控制系统的方框图，说明其工作过程。（提示：可以采用压力传感器检测是否受到阻力）。当人被旋转大门夹住时，压力传感器会检测到大门遇到阻力控制电路接收到该信号。压力异常信号压力传感器控制电路电机刹车装置门门锁定转速通技会考复习要点—控制与设计题精解闭环控制系统控制系统的输出量返回到输入端对控制过程产生影响。闭环控制系统给定量被控量控制量控制器执行器被控对象检测装置通技会考复习要点—控制与设计题精解控制器阀门水箱给定水位浮球实际水位水箱水位自动控制进水量通技会考复习要点—控制与设计题精解加热炉温度自动控制控制器加热器加热炉给定温度热电偶炉内温度热量通技会考复习要点—控制与设计题精解电冰箱的温度控制系统控制电路电机-压缩制冷机电冰箱制冷量箱内温度预置温度检测装置(热敏电阻)通技会考复习要点—控制与设计题精解空调房间温度控制系统方框图：设定的温度控制电路制冷装置空调房房内实际温度空调测温装置制冷量比较器控制器是控制电路或控制温控装置执行器是制冷或制热装置控制对象是“容器”——房间检测器是检测温度改变的装置总结：温度控制型控制系统特点通技会考复习要点—控制与设计题精解1、找出控制系统中所有物体，将其名称作出标记。2、按下面的位置和顺序确定系统各个环节(物体)：a被控对象、b执行器、c控制器、d反馈环节。3、确定输出量、控制量、输入量和偏差量。4、用带箭头的直线表示信息在系统中流动传递的方向和过程（因果关系）。5、加上比较环节，闭环。(开环控制无反馈和比较环节)

看框图时，自左向右；画框图时，自右向左。绘制控制系统框图的方法：输入量控制器被控对象输出量反馈环节反馈量—执行器偏差量dbca反馈量控制量通技会考复习要点—控制与设计题精解绘制控制系统框图的技巧：

先绘制控制系统的关键环节（按a-b-c-d顺序）－－被控对象，再画执行器，接着画控制器，最后画反馈环节和比较环节，完成闭环回路并标注各量。输入量控制器被控对象输出量反馈环节反馈量—执行器偏差量dbca反馈量控制量通技会考复习要点—控制与设计题精解

控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。干扰因素设定的飞行航道飞机手机信号实际的飞行航道通技会考复习要点—控制与设计题精解干扰因素的产生原因环境人为影响自行车行驶速度变化的风影响船只行驶的风浪手机信号通技会考复习要点—控制与设计题精解干扰因素的处理利用克服削弱干扰消除干扰提高控制系统的性能（利用反馈）飞行模拟训练器通技会考复习要点—控制与设计题精解控制器执行器被控对象给定值被控量干扰因素+检测装置-控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。通技会考复习要点—控制与设计题精解飞镖投掷过程检测装置（眼睛）大脑手飞镖靶心位置飞镖实际投掷位置通技会考复习要点—控制与设计题精解控制器阀门水箱给定水位浮球实际水位干扰1、影响水位控制的干扰因素有哪些？2、浮球起什么作用？思考进水量通技会考复习要点—控制与设计题精解闭环控制系统与开环控制系统的比较开环控制系统闭环控制系统有无反馈无有能否自动调整和补偿不能能控制精度比较低高结构简单相对复杂适用场合控