第7章第2节 闭环电子控制系统设计与应用

第七章控制电路应用通用电子控制技术一、闭环电子控制系统的工作过程几种常见的闭环电子控制框图二、闭环电子控制系统的应用（1设计一个花盆自动浇水控制系统。（2要求湿度低干燥时能启动水泵加水，湿度达到上限设定值时能关闭水泵。这可以使花盆中土壤的湿度维持在设定值之内。湿度传感器探头花盆自动浇水控制系统组成方案A电路原理采用VT1,VT2的原因是因为土壤湿度变化对电阻影响较小，需对其进行信号放大方案A电路原理工作过程：①当花盆中土壤的湿度低于下限值时（干燥），VT2的集电极电位（引脚2）小于1/3VCCNE555的引脚3输出高电位，启动水泵浇水。②湿度上升后引脚2电位大于2/3VCC引脚3保持高电位输出，继续浇水。③当湿度高于上限值（潮湿）时，引脚2电位大于1/3VCC引脚6电位大于2/3VCC引脚3输出低电平，水泵停止浇水。方案B电路原理采用运放与触发器实现闭环控制方案B电路原理工作过程工作过程：①当花盆中土壤的湿度低于下限值时（干燥）VT1集电极电位降低，LM393运放A1输出高电位，A2输出低电位，RS触发器处于置1状态。Q为高电平，VT2导通，启动水泵浇水。②湿度上升后VT1集电极电位升高，A1输出低电位，A2输出低电位，RS触发器处于保持状态，继续浇水。③当湿度高于上限值（潮湿）时，VT1集电极电位升高后，A1输出低电位，A2输出高电位，RS触发器处于置0状态，Q为低电平，VT2截止，水泵关闭停止浇水。方案C电路原理K1触点实现反馈功能工作过程：①当花盆中土壤的湿度低于下限值时（干燥）VT1集电极电位降低，VT2集电极电位升高，LM393运放输出高电平，VT3导通，K2闭合水泵浇水，K1闭合使得LM393的U-电位降低。②湿度高于下限后由于U-的电位降低，所以LM393继续输出高电位，保持浇水状态。③当湿度高于上限值（潮湿）后，VT2集电极电位继续降低，U+<U-,LM393输出低电平，VT3截止，K2断开水泵停止浇水，K1断开使得LM393的U电位升高，这样保证湿度在未达到下限值之前不启动水泵浇水。方案D电路原理当VT3导通后，VT4也导通降低LM393的U-的电位实现反馈功能方案E电路原理K2触点实现反馈功能,当水泵开始工作时K2触点闭合工作过程：①花盆中土壤的湿度较低时，OP1输出高电平，O4输出低电平，VT1、VT2导通，K1和K2闭合，水泵浇水。②浇水后湿度开始上升，OP1输出低电平，OP2输出高电平，O4保持低电平输出，继续浇水。③当湿度上升到上限时，OP2和OP1都输出低电平，O4输出高电平，VT1、VT2截止，水泵停止浇水。（二）鱼缸自动加水控制电路设计水位开关外部结构水位开关内部结构方案A电路原理工作过程：①当水位低于下限水位时，两个水位开关均断开，NE555的引脚2、引脚6均为低电位，引脚3输出高电位，水泵加水。②当水位高于下限水位，低于上限水位时，NE555输出为保持状态，水泵继续加水。③当水位高于上限水位后两个液位开关均闭合，引脚3输出低电平，关闭水泵停止加水。方案B电路原理利用VT2在VT1导通时也导通来实现自锁保持的功能实现闭环控制方案C电路原理K2在水泵工作也闭合实现自锁保持方案D电路原理K2触点有什么作用？小结：实现闭环控制的保持功能有哪些方法？1基于芯片的保持功能：触发器555集成电路2利用两三极管自锁功能实现反馈3利用继电器触点实现自锁与反馈作业布置配套练习：P225-235

练习答案：手机微信扫描书后二维码

配套教材书名《通用电子控制技术》，书号：ISB978-7-121-40405-4，电子工业出版社出版。京东、淘宝