通用技術(shù)開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)

1、第二節(jié)第二節(jié) 一、控制系統(tǒng)一、控制系統(tǒng) 電風扇的風速控制是通過改變電機的轉(zhuǎn)速電風扇的風速控制是通過改變電機的轉(zhuǎn)速 來實現(xiàn)的。給電風扇設(shè)定風速擋位，電機就以來實現(xiàn)的。給電風扇設(shè)定風速擋位，電機就以 一定的轉(zhuǎn)速帶動扇葉轉(zhuǎn)動，輸出預定的風速。一定的轉(zhuǎn)速帶動扇葉轉(zhuǎn)動，輸出預定的風速。 風速擋位是該控制系統(tǒng)的輸入，扇葉轉(zhuǎn)動的風風速擋位是該控制系統(tǒng)的輸入，扇葉轉(zhuǎn)動的風 速是該控制系統(tǒng)的輸出，一個擋位對應著一個速是該控制系統(tǒng)的輸出，一個擋位對應著一個 風速。風速。 電路、燈 電路、電機、扇葉 分類：分類： 控 制 系 統(tǒng) 開環(huán)控制系統(tǒng) （open loop control system） 閉環(huán)控制系統(tǒng) （c

2、losed loop control system） 案例分析：自動門 n自動門的動作過程是怎樣的？自動門的動作過程是怎樣的？ 當門口沒有人時，門是關(guān)著的；當有人來門口當門口沒有人時，門是關(guān)著的；當有人來門口 時，門打開；當人離開門口后一段時間，門又時，門打開；當人離開門口后一段時間，門又 關(guān)閉。關(guān)閉。 n自動門的功能和技術(shù)要求：自動門的功能和技術(shù)要求： 功能：無人時，常關(guān)；有人時，開門功能：無人時，常關(guān)；有人時，開門 技術(shù)要求：當人距門技術(shù)要求：當人距門1m時，門即打開；門打時，門即打開；門打 開后，延時開后，延時10s后關(guān)門后關(guān)門 二、開環(huán)控制系統(tǒng)二、開環(huán)控制系統(tǒng) 自動門如何實現(xiàn)自動開、關(guān)

3、的呢？自動門如何實現(xiàn)自動開、關(guān)的呢？ 電機 控制電路 紅外傳感器 特征：特征： 系統(tǒng)的輸出量系統(tǒng)的輸出量僅受僅受輸入量控制，輸入量到輸出量輸入量控制，輸入量到輸出量 之間的信號是之間的信號是單向傳遞單向傳遞。 定義：定義： 控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響， 這種控制稱為這種控制稱為開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)。 被控被控對象對象執(zhí)行器執(zhí)行器控制器控制器 輸入量 控制量 輸出量 簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖 控制器：即對輸入信號進行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件?？刂破鳎杭磳斎胄盘栠M行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。 執(zhí)行

4、器：即直接對被控對象進行控制的裝置或元件。執(zhí)行器：即直接對被控對象進行控制的裝置或元件。 控制量：即執(zhí)行器的輸出信號?？刂屏浚杭磮?zhí)行器的輸出信號。 輸入量：即控制系統(tǒng)的給定量。輸入量：即控制系統(tǒng)的給定量。 輸出量：即控制系統(tǒng)所要控制的量。輸出量：即控制系統(tǒng)所要控制的量。 被控對象：即控制系統(tǒng)中所要求控制的裝置和生產(chǎn)過程。被控對象：即控制系統(tǒng)中所要求控制的裝置和生產(chǎn)過程。 生活中還有哪些開環(huán)控制系統(tǒng)？請用一般生活中還有哪些開環(huán)控制系統(tǒng)？請用一般 開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖畫出它們的控制方框圖。開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖畫出它們的控制方框圖。 紅綠燈定時控制系統(tǒng)。紅綠燈定時控制系統(tǒng)。 鬧鐘定時控制系統(tǒng)。鬧鐘定時控

5、制系統(tǒng)。 公共汽車車門控制系統(tǒng)。公共汽車車門控制系統(tǒng)。 防盜報警系統(tǒng)。防盜報警系統(tǒng)。 火災報警系統(tǒng)?；馂膱缶到y(tǒng)。 音樂噴泉控制系統(tǒng)。音樂噴泉控制系統(tǒng)。 自動烘手機自動烘手機 定時控制 傳感控制 1、夜半時刻，在十字路口，沒有行人，汽車 卻仍然要等待？怎么辦？ 2、游泳池注水或樓頂水箱注水，時間到了可 是有時水滿了，有時卻未滿，怎么辦？ 三、閉環(huán)控制系統(tǒng) 水箱注水控制系統(tǒng)方框圖：水箱注水控制系統(tǒng)方框圖： 水箱水箱進水閥門進水閥門控制器控制器 設(shè)定設(shè)定 時間時間 水流量水流量 水箱的水位水箱的水位 （輸出）（輸出） 水箱水箱進水閥門進水閥門控制器控制器 給定給定 水位水位 水流量水流量 水箱的水

6、位水箱的水位 （輸出）（輸出） 檢測裝置檢測裝置 比較器比較器 + + - - 增加反饋后水箱注水控制系統(tǒng)方框圖增加反饋后水箱注水控制系統(tǒng)方框圖 1、定義：、定義： 系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn) 生影響的控制系統(tǒng)稱為生影響的控制系統(tǒng)稱為 系統(tǒng)的輸出端與輸入端信號之間存在系統(tǒng)的輸出端與輸入端信號之間存在 一個回路一個回路 3.3.簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖：簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖： 被控對象被控對象執(zhí)行器執(zhí)行器控制器控制器 給定給定 量量 控制量控制量 被控量被控量 檢測裝置檢測裝置 比較器比較器 - - + + 這是閉環(huán)系統(tǒng)嗎？這是閉環(huán)系統(tǒng)嗎？

7、同學們幾乎每天聽著擴音機里播放的音同學們幾乎每天聽著擴音機里播放的音 樂做廣播體操，但擴音機從未引起大家的注樂做廣播體操，但擴音機從未引起大家的注 意。學習了上面的內(nèi)容后，請大家思考：意。學習了上面的內(nèi)容后，請大家思考： 擴音機是一個什么控制系統(tǒng)？擴音機是一個什么控制系統(tǒng)？ 探究探究 希希 羅羅 的的 自自 動動 門門 祭壇祭壇 點火點火 水罐水罐 重錘重錘 廟門廟門 開啟開啟/ 關(guān)閉關(guān)閉 轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動軸 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) 廟門廟門 請完成請完成P106的的“馬上行動馬上行動” 1、家用縫紉機的縫紉速度控制系統(tǒng)（屬于開環(huán)控制系統(tǒng)）、家用縫紉機的縫紉速度控制系統(tǒng)（屬于開環(huán)控制系統(tǒng)） 腳踏腳踏 力度力度 腳

8、蹬、曲柄、鏈輪腳蹬、曲柄、鏈輪 中軸、鏈條中軸、鏈條 縫紉縫紉 速度速度 2、電冰箱的溫度控制系統(tǒng)（屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)）、電冰箱的溫度控制系統(tǒng)（屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)） 溫度計溫度計 溫度溫度 設(shè)定設(shè)定 溫度溫度 控制控制 器器 制冷制冷 裝置裝置 溫度值溫度值 檢測裝置檢測裝置 比較器比較器 設(shè)定設(shè)定 聲音聲音 分貝分貝 控制控制 電路電路 燈泡燈泡計時器計時器燈光燈光 時間時間 3、走道路燈的聲光控制系統(tǒng)（開環(huán)）、走道路燈的聲光控制系統(tǒng)（開環(huán)） 4、交通路口紅綠燈自動控制系統(tǒng)（閉環(huán)）、交通路口紅綠燈自動控制系統(tǒng)（閉環(huán)） 設(shè)定設(shè)定 車流車流 量量 控制控制 器器 紅綠燈紅綠燈計時器計時器 紅綠燈紅綠燈 顯示顯示 時間時間 檢測裝置檢測裝置 四、小結(jié)四、小結(jié) 控控 制制 系系 統(tǒng)統(tǒng) 開環(huán)開環(huán) 閉環(huán)閉環(huán) 控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn) 生任何影響生任何影響 系統(tǒng)的輸出量系統(tǒng)的輸出量僅受僅受輸入量控制，輸入輸入量