通用技术控制系统的工作过程与方式.ppt

1、这些控制系统有什么共同特征？,日常生活中的控制举例,这些控制是怎样实现这个功能的呢？或者说，它们工作过程是怎样的呢？,第四单元 控制与设计,第二节控制系统的工作过程与方式,1.控制系统,输入,声控开关控制系统的方框流程图:,电风扇的风速控制,任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节的有机组合就构成了一个系统，称为控制系统。,控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系。,是,是,是,做饭的指令 （通电信号）,启动指令 （通电信号）,人手的红外信号,温度,脱粒量,出水量,马上行动,P102,（2）控制系统的分类,控制系统,开环控制系统,闭环控制系统,2.开环控制系统,一般情况下，一池水需要很

2、长的时间才能灌满，如果由人工控制整个注水过程，很费时间 。,如果进水管的进水量是均匀的，游泳池中的水位高度与进水的时间是一一对应的。我们可以在注水口处装一个定时器，通过定时器来控制注水过程（时间）。,（输出）,流水量,设定注入时间,游泳池的水位,游泳池,（输入）,游泳池水位的高低不会影响前面的输入和控制过程。,自动门的工作过程是怎样的？,例2、自动门的开关,自动门如何实现自动开、关的呢？,电机,自动门,控制电路,门的开启 或关闭,人体 热辐射,转动,电机,控制电路,红外传感器,控制器,执行器,（输入）,（输出）,控制量,被控对象,（输出）,流水量,游泳池的水位,游泳池,（1）定义：控制系统的输

3、出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制称为开环控制系统。,游泳池注水控制系统方框图：,设定注入时间,（输入）,（3）特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递。,（2）开环控制系统的方框图,被控对象,执行器,控制器,输入量,控制量,输出量,控制系统的给定量,控制系统的被控量,要求控制的装置。,执行器的输出信号,直接对被控对象进行控制的装置或元件,对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件,画出“希罗的自动门”控制方框图,祭坛的点火或灭火,气压控制,转动轴,自动门,门开或关,转动,学生活动,小结：,一、什么是控制系统 1、定义：P102 2、控制系统的分类 二、开环

4、控制系统 1、定义：P103 2、特征 ：无反馈,被控对象,执行器,控制器,输入量,控制量,输出量,思考：,人手的动作,灯的开启 或关闭,灯,电流,灯的开关控制过程,（输入）,（输出）,被控对象,执行器,控制器,输入量,控制量,输出量,思考：,普通家用电饭煲的煮饭控制,通电信号,温度,开关,加热盘,内锅,温度升高 （煮饭）,被控对象,执行器,控制器,输入量,控制量,输出量,汽车的 速度,超速汽车的 图像信号,测速雷达,判读汽车速度的电脑,照相机,（输入）,（输出）,电子警察控制系统,开环系统的信号都是单向传递的,马上行动,P104,用方框图说明下列开环控制系统的工作过程，并注明方框中的各个环节

5、的具体内容以及输入量、输出量和控制量。 1、音乐喷泉的控制； 2、公共汽车车门的开关控制。,1、音乐喷泉的控制；,2、公共汽车车门的开关控制。,音乐信号,喷水与否,可编程控制器,变速电动机,调速水泵,车门,开关 按钮,控制电路,执行活塞,车门的 开或关,被控对象,执行器,控制器,输入量,控制量,输出量,公园音乐喷泉自动控制系统,音乐信号,喷水与否,可编程控制器,变速电动机,调速水泵,输入量,控制器,执行器,被控对象,输出量,公共汽车车门开关控制系统,被控对象 （车门）,开关 按钮,控制器 （控制电路）,执行器 （执行活塞）,控制量 （压缩空 气流向）,车门的 开或关,宾馆、酒店的自动叫醒服务控

6、制系统。,烟雾 信号,烟雾 探测器,报警 控制器,报警 部件,报警 信号,客人 信息,设置电 脑程序,计算机,电话机,铃声 叫醒,被控对象,执行器,控制器,输入量,控制量,输出量,2.火灾自动报警控制系统。,列举你所知道的开环控制系统。,马上行动,P103,思考,游泳池注水或楼顶水箱注水，时间到了可是 有时水满了，有时却未满，怎么办？,设定注入时间,游泳池的水位,（输入）,（输出）,小游戏,在黑板上画卡通人物。请一位同学睁着眼睛画，另一次闭着眼睛画。,3.闭环控制系统,闭环控制系统,1、定义：P106 2、简单闭环控制系统的方框图：,被控对象,执行器,控制器,给定量,控制量,被控量,3、特点：

7、 信号传递是闭合回路 有反馈,思考,游泳池注水或楼顶水箱注水，时间到了可是 有时水满了，有时却未满，怎么办？,设定注入时间,游泳池的水位,（输入）,（输出）,游泳池的水位只受设定注水时间的控制,定时注水控制系统,改进后的水位控制系统,设定注入时间,游泳池的水位,（输入）,（输出）,（输入）,（输出）,-,+,开环控制系统与闭环控制系统的区别,（1）工作原理的对比： 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 闭环控制系统：系统的输出量返回到输入端并对控制系统过程产生影响,（2）工作过程的区别： 开环控制系统： 闭环控制系统：多了比较环节和检测装置,（3）信息传递过程： 开环控制系

8、统：信息路径一条：自输入端传至输出端，不存在信息逆向流动。 闭环控制系统：信息路径两条：一条自输入端传至输出端，另一条是输出端信息经反馈环节返回到输入端的比较环节，形成一个闭合的环路。,判断以下控制系统是开环控制系统还是闭环控制系统,闭环,开环,闭环,闭环,开环,开环,普通电饭煲煮饭温度控制系统,普通电饭煲的做饭控制中，首先输入“做饭指令”，按下开关按钮，电热盘工作，煮饭开始，当内锅温度上升到限制温度（103）时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下和永磁体分开，触点开关分离，电热盘停止工作，电饭煲的做饭工作过程结束，电饭煲进入保温控制。,普通电饭煲保温控制系统,低于65时,高于65时,当内锅温度下

9、降到保温点（65）时，实施保温控制，内锅温度继续下降时，双金片发生变形，触点开关接通，电热盘工作，内锅温度上升；当内锅温度升到保温点（65）时，双金片又发生变形，触点分离，电热盘停止工作，这样电饭煲就达到了保温的目的。,思考与讨论：,电饭煲的做饭控制系统和保温控制系统分别是开环控制还是闭环控制？,做饭控制系统是开环；保温控制系统是闭环, 画出它们的控制系统方框图?,1、家用缝纫机的缝纫速度控制系统（属于开环控制系统）,2、电冰箱的温度控制系统（属于闭环控制系统）,脚踏 的力,缝纫速度,踏脚板,传动装置,缝纫机,旋转量,马上行动,P106,转动频率,3、走道路灯的声光控制系统（开环）,4、交通路

10、口红绿灯自动控制系统（闭环）,时间,时间,案例分析,粮仓的温度和湿度自动控制采用闭环控制系统，增加一个定时检测温度和湿度的装置，与给定的温度和湿度值比较，当出现偏差时，相应调节温度和湿度。方框图如下：,粮仓,降温除 湿装置,控制器,设定温度和湿度,（输入）,时间,（输出）,实际温度和湿度,温度湿度检测装置,案例分析,工业锅炉的压力控制是当锅内温度过高时，蒸汽将横杆和重锤顶起，排汽出蒸汽，使压力降到限定值。横杆的作用是使得重锤的位置可以调节，移动重锤到轴的距离就能改变限制的压力值。方框图如下：,锅炉,排汽孔,重锤,设定重 锤位置,（输入）,蒸汽量,（输出）,锅内实际压力,重锤,案例分析,判断下列控制系统是否属于闭环