2022年《閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用》學(xué)案

1、優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載第五章第二節(jié)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用學(xué)案浙江省武義第二中學(xué)程妙仙2016.05 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、理解簡單閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的工作原理2、掌握簡單閉環(huán)電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試3、掌握安裝過程中常見問題的分析和解決【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】簡單閉環(huán)電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試及安裝過程中常見問題的分析和解決方法【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】安裝過程中常見問題的分析和解決【課時(shí)安排】1 課時(shí)溫故知新 : 第二節(jié)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用閉環(huán)電子控制系統(tǒng)與開環(huán)電子控制系統(tǒng)不同，它能對輸出結(jié)果進(jìn)行檢測，并將檢測信號反饋到控制處理部分，從而對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生影響。它的方框圖為：常見的閉環(huán)電子控制系統(tǒng)有家用電冰

2、箱、空調(diào)、電熱水器、太陽能熱水器、智能電飯鍋、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)溫室等等。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載一、水箱水位閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用水位控制器是指通過機(jī)械式或電子式的方法來進(jìn)行高低水位的控制，可以控制電磁閥、水泵等，成為水位自動控制器或水位報(bào)警器，從而來實(shí)現(xiàn)半自動化或者全自動化，方法有多種，根據(jù)選用不同的產(chǎn)品而不

3、同。1、設(shè)計(jì)要求（1）設(shè)計(jì)和制作一個(gè)水箱水位閉環(huán)電子控制系統(tǒng)。（ 2）實(shí)現(xiàn)水塔水箱水位的自動控制。2、設(shè)計(jì)分析（1）根據(jù)對設(shè)計(jì)要求的分析，水箱中的水位高度是被控量，水箱中的水是被控對象。（ 2）由于對水箱中水位的高度變化有嚴(yán)格的要求，即要求水箱中儲存的水不能超過某一水位（高水位），也不能低于某一水位（低水位），因此必須對被控量進(jìn)行檢測，并反饋所測得的結(jié)果。實(shí)現(xiàn)這一控制必須采用閉環(huán)電子控制系統(tǒng)。（ 3）根據(jù)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的方框圖，選擇合適的輸入、控制（處理）、輸出、檢測部分的元器件（或?qū)嵱秒娐罚⒃O(shè)備等。輸入： 三根裸露的硬銅線組成水位探頭，a 是高水位探頭；b是低水位探頭；c是零水位探頭。調(diào)

4、整探頭位置可改變輸入量?？刂疲ㄌ幚恚河扇龢O管開關(guān)電路組成。水位傳感器檢測并反饋水箱的實(shí)際水位與設(shè)定值進(jìn)行比較，經(jīng)判斷后發(fā)出向水箱送水或停止送水的指令。輸出： 由繼電器、電動機(jī)、水泵、水箱等組成。檢測： 由三根水位探頭組成一個(gè)傳感器，對水箱水位隨時(shí)進(jìn)行檢測，并把水位信號反饋至比較器。水箱水位閉環(huán)電子控制系統(tǒng)方框圖精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 5 頁 - - - - - - -

5、- -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載3、水箱水位閉環(huán)電子控制系統(tǒng)電路圖：方案一 : 電路分析：1）水位低于b 點(diǎn)：2）水位到達(dá)a 點(diǎn)：3）水位在a 和 b 之間：安裝測試：1）安裝電路根據(jù)電路圖列出材料清單，并對材料質(zhì)量進(jìn)行檢測對照印制電路板安裝電路（暫時(shí)不安裝電動機(jī)），安裝時(shí)要防止插錯(cuò)元器件、虛焊等。按照水箱中的水位探頭圖示，用粗通電線制作水位傳感器，并將三個(gè)探頭與印制電路板上 a、b、c 三點(diǎn)對應(yīng)連接。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - -

6、 - - - - - - - - 第 3 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載2）調(diào)試電路將傳感器插入無水的玻璃杯中，接通電源，如果電路安裝正確無誤，繼電器產(chǎn)生吸合動作，觸電j-2 閉合，指示燈紅燈亮向杯中逐漸加水，當(dāng)水面與低水位探頭接觸時(shí)，指示燈黃燈亮，當(dāng)水面與高水位探頭接觸時(shí)，繼電器觸電j-2 釋放，指示燈綠燈亮。減少杯中的水量，水箱水位降低（或用提升水位探頭的位置模擬），指示燈黃燈繼續(xù)發(fā)光，但當(dāng)水位降低到低水位探頭b離開水面時(shí)，指示燈紅燈亮。將經(jīng)過調(diào)試后的水位電子控制電路安裝電動機(jī)、水泵和輸軟管，進(jìn)行仿真試驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，分析、判斷水位電子控制系統(tǒng)的實(shí)際工

7、作情況，正常工作后，方可正式使用。方案二：電路分析：1）水位低于b 點(diǎn)：2）水位到達(dá)a 點(diǎn)：3）水位在a 和 b 之間：安裝測試：參見方案一調(diào)試方法課堂小結(jié)：設(shè)計(jì)和安裝閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的一般步驟如下：（1）按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，確定被控量和被控對象。（2）如果對控置量控制的精確度要求較高，應(yīng)利用有反饋的閉環(huán)電子控制系統(tǒng)對被控對象實(shí)施控制。（3）根據(jù)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)方框圖，選擇控制（處理）部分的電子電路、輸出部分的執(zhí)行器、檢測部分中的傳感器，并參考有關(guān)資料，通過接口連接電路將各個(gè)部分緊密地連接成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - -

8、 - 第 4 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載課堂練習(xí)如圖所示是小明設(shè)計(jì)的溫度報(bào)警裝置部分電路，其中ic 是運(yùn)算放大器，輸入輸出邏輯關(guān)系見圖中表格，rt是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。當(dāng)溫度達(dá)到或超過40時(shí)，要求該報(bào)警裝置發(fā)出聲、光報(bào)警信號。請完成以下任務(wù)：（1）當(dāng)溫度升高時(shí)，rt的電阻值將 _（在增大；減小中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“_ ”處）。（2）當(dāng)溫度達(dá)到或超過40時(shí)，要求發(fā)光二極管 v1發(fā)光，請根據(jù)電路的邏輯關(guān)系在a、b、c 三點(diǎn)中選擇合適的點(diǎn)連接v1和 r4。(3) 運(yùn)算放大器不能直接驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警，請根據(jù)電路的邏輯關(guān)系選擇合適的三極管(npn 型或 pnp型，采用共發(fā)射極接法)，在虛線框中畫出蜂鳴器驅(qū)動電路。（4）在測試中發(fā)現(xiàn)溫度超過40還沒有報(bào)警，現(xiàn)要對電路重新調(diào)試，調(diào)試步驟如下：a.將_ 放入盛有冷水的燒杯，插入溫度計(jì)，加入熱水使水溫等于40(在 ic；r3；rt中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“_ ”處 )；b. _ ，直至報(bào)警裝置發(fā)出聲、光報(bào)警信號為止(在減小 r3；增大 r3；減小 r3；增大 rt中選擇一項(xiàng)，將序號填寫在“_ ”處)。精品學(xué)習(xí)資料