第四章-控制與設(shè)計(復(fù)習(xí)課件)演示教學(xué)

1、第一節(jié)第一節(jié) 了解了解(lioji)控制控制第四章第四章 控制控制(kngzh)與設(shè)計與設(shè)計第一頁，共27頁。 人們按照自己的意愿或目的，通過一定的人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段手段(shudun)，使事物向期望的目標發(fā)展。，使事物向期望的目標發(fā)展。 一、什么一、什么(shn me)是控制？是控制？第二頁，共27頁。1 1、投飛鏢、投飛鏢(fi (fi bio)bio)期望值期望值大腦大腦手手飛鏢飛鏢鏢靶鏢靶落點落點2 2、騎自行車的控制、騎自行車的控制(kngzh)(kngzh)過程過程睛睛眼眼期望值期望值大腦大腦肢體肢體行駛方向行駛方向自行車自行車把把第三頁，共27頁。二、控制二

2、、控制(kngzh)的種類的種類1 1、根據(jù)、根據(jù)(gnj)(gnj)控制的過程控制的過程與方式與方式（2）開環(huán)控制）開環(huán)控制(kngzh)（1）閉環(huán)控制閉環(huán)控制能能將控制結(jié)果（即比較量）將控制結(jié)果（即比較量）反饋反饋回來與希望值回來與希望值（即基準量）進行比較，并根據(jù)他們的誤差（即基準量）進行比較，并根據(jù)他們的誤差及時及時調(diào)整控制調(diào)整控制作用的系統(tǒng)作用的系統(tǒng)而而不能不能將控制的結(jié)果將控制的結(jié)果反饋反饋回來，影響控制的作用的回來，影響控制的作用的系統(tǒng)系統(tǒng)第四頁，共27頁。優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點開環(huán)開環(huán)結(jié)構(gòu)簡單、成本低結(jié)構(gòu)簡單、成本低精確度低精確度低閉環(huán)閉環(huán)精確度高精確度高結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成

3、本高結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高應(yīng)用應(yīng)用(yngyng)(yngyng)原則：原則：（1）二者都能實現(xiàn)控制時，優(yōu)先考慮開環(huán)控制；）二者都能實現(xiàn)控制時，優(yōu)先考慮開環(huán)控制；（2）二者可結(jié)合）二者可結(jié)合(jih)使用。使用。第五頁，共27頁。辨別辨別(binbi)(binbi)方法：方法：（1）看是否有反饋及能否）看是否有反饋及能否(nn fu)調(diào)整調(diào)整（2）加入干擾，看能否）加入干擾，看能否(nn fu)調(diào)整調(diào)整第六頁，共27頁。2 2、根據(jù)、根據(jù)(gnj)(gnj)人工干預(yù)人工干預(yù)的情形：的情形：（1 1）人工控制）人工控制（2）自動控制）自動控制(z dn kn zh)人的直接人的直接(zhji)干預(yù)干預(yù)

4、 不需要人的干預(yù)，就可以按期望的規(guī)律或預(yù)訂不需要人的干預(yù)，就可以按期望的規(guī)律或預(yù)訂程序進行的控制系統(tǒng)程序進行的控制系統(tǒng)第七頁，共27頁。3 3、根據(jù)、根據(jù)(gnj)(gnj)執(zhí)行部執(zhí)行部件：件：（1 1）機械控制）機械控制（2 2）氣動控制）氣動控制（3 3）液壓控制）液壓控制（4 4）電子控制）電子控制自行車閘自行車閘拖拉機的氣閘拖拉機的氣閘起重機的液壓裝置起重機的液壓裝置(zhungzh)紅綠燈紅綠燈第八頁，共27頁。第九頁，共27頁。命令發(fā)出者是：命令執(zhí)行者是：執(zhí)行的作用對象是：反饋環(huán)節(jié)是：例例1：“投擲飛鏢投擲飛鏢”過程的主要過程的主要(zhyo)環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)大 腦飛 鏢無肢 體（上臂和手

5、）一、控制系統(tǒng)一、控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的組成的組成第十頁，共27頁。命令發(fā)出者是：命令執(zhí)行者是：執(zhí)行的作用對象是：反饋環(huán)節(jié)是：大 腦肢 體（上臂和手）自行車把（轉(zhuǎn)向子系統(tǒng)）眼 睛例例2：“騎自行車騎自行車”過程過程(guchng)的主要環(huán)節(jié)的主要環(huán)節(jié)第十一頁，共27頁。命令發(fā)出者命令發(fā)出者命令執(zhí)行者命令執(zhí)行者執(zhí)行者作用對象執(zhí)行者作用對象信息的反饋與作用信息的反饋與作用期望值、目標值期望值、目標值對控制對象所產(chǎn)對控制對象所產(chǎn)生作用大小生作用大小被控實際目標量被控實際目標量給定量執(zhí)行器被控對象反饋環(huán)節(jié)被控量 控制量（輸入、輸出）控制器大 腦肢 體飛鏢、自行車眼 睛肢體作用于飛鏢、控制肢

6、體作用于飛鏢、控制自行車的方向的量自行車的方向的量飛鏢落點，自行車走的路線飛鏢落點，自行車走的路線靶心靶心 、要走的路線、要走的路線第十二頁，共27頁。大腦大腦肢體肢體飛鏢飛鏢期望值期望值落點落點控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對象被控對象“投擲投擲(tuzh)飛鏢飛鏢”過過程的描述程的描述給定量給定量被控量被控量控制量控制量第十三頁，共27頁?！膀T自行車騎自行車”過程過程(guchng)的描述的描述給定量給定量被控量被控量控制量控制量控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對象被控對象反饋環(huán)節(jié)反饋環(huán)節(jié)期望值期望值走的方向走的方向比較器比較器第十四頁，共27頁?？刂破骺刂破鲌?zhí)行器執(zhí)行器被控被控對象對象反饋環(huán)節(jié)

7、反饋環(huán)節(jié)控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控被控對象對象第十五頁，共27頁。三、練習(xí)三、練習(xí)(linx)： 用方框圖將下面的幾個控用方框圖將下面的幾個控制系統(tǒng)制系統(tǒng)(kn zh x tn)(kn zh x tn)表表示出來。示出來。第十六頁，共27頁。浮球浮球控制器控制器閥門閥門水箱水箱浮子(f zi)第十七頁，共27頁。眼睛眼睛大腦大腦手、手、閥門閥門容器容器第十八頁，共27頁?？刂破骺刂破鲌?zhí)行器執(zhí)行器被控被控對象對象反饋環(huán)節(jié)反饋環(huán)節(jié)控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控被控對象對象第十九頁，共27頁。1、下列控制系統(tǒng)中，屬于開環(huán)控制系統(tǒng)的是（ ）A、電冰箱的溫度控制 B、計算機的CPU上的風扇的轉(zhuǎn)速控制C、

8、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)溫室的溫度控制 D、紅綠燈定時控制系統(tǒng)2、下面(xi mian)控制系統(tǒng)中，屬于閉環(huán)控制的有（ ）A、電風扇機械定時開關(guān)控制系統(tǒng) B、電子門鈴控制系統(tǒng)C、電磁爐溫度自動控制系統(tǒng) D、自行車制動系統(tǒng)隨堂檢測隨堂檢測(jin c)CD第二十頁，共27頁。3.閉環(huán)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)由下列各個環(huán)節(jié)組成（ ）控制器 執(zhí)行器 被控對象 檢測裝置A、 B、 C、 D、4、控制系統(tǒng)(kn zh x tn)中，將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入進行比較的過程，稱為（ ）A、反饋 B、干擾 C、控制 D、閉環(huán)控制5、閉環(huán)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)中反饋的作用是（ ）A、消

9、除干擾因素 B、實現(xiàn)自動控制 C、減少輸入量的偏差 D、減少輸出量的偏差CAD第二十一頁，共27頁。 1、干擾因素的概念、干擾因素的概念 在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。 2、干擾因素的產(chǎn)生、干擾因素的產(chǎn)生 有的是由于環(huán)境造成的，有的是由于環(huán)境造成的， 有的是人為原有的是人為原因因(yunyn)所致。所致。第四節(jié)第四節(jié) 控制控制(kngzh)中的干中的干擾擾 第二十二頁，共27頁。控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)干擾因素干擾因素自動扶梯的升降控制系統(tǒng)自動扶梯的升降控制系統(tǒng)利用滑輪組提升重物的

10、控制裝利用滑輪組提升重物的控制裝置置認真學(xué)習(xí)（聽課的專注度、做認真學(xué)習(xí)（聽課的專注度、做作業(yè)的效率與效果、用于學(xué)習(xí)作業(yè)的效率與效果、用于學(xué)習(xí)的時間長短等）的時間長短等）電機輸出電壓的波動等、齒輪間電機輸出電壓的波動等、齒輪間的摩擦力等的摩擦力等滑輪組的摩擦力等滑輪組的摩擦力等課堂紀律、周圍環(huán)境、老師的態(tài)課堂紀律、周圍環(huán)境、老師的態(tài)度與水平、家庭環(huán)境、朋友等度與水平、家庭環(huán)境、朋友等第二十三頁，共27頁。4、優(yōu)缺點：干擾因素、優(yōu)缺點：干擾因素(yn s)是否一無是處？是否一無是處？干擾因素有時干擾因素有時(yush)要克服，有時要克服，有時(yush)還可利用。還可利用。 在軍事中，可利用一定在

11、軍事中，可利用一定(ydng)頻率的電磁波頻率的電磁波對對方的信息指揮系統(tǒng)進行干擾。對對方的信息指揮系統(tǒng)進行干擾。第二十四頁，共27頁。5 5、黑箱、黑箱(hi xin)(hi xin)方法方法 通過對系統(tǒng)的輸入與輸出的關(guān)系的研究，進而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能(gngnng)的方法。 黑箱方法提供了一種不必打開黑箱就可以研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能(gngnng)的方法。中醫(yī)中醫(yī)(zhngy)“望望聞問切聞問切”挑西瓜挑西瓜第二十五頁，共27頁。 小小 結(jié)：結(jié)：2 2、根據(jù)、根據(jù)(gnj)(gnj)人工干預(yù)的人工干預(yù)的情形：情形：1 1、根據(jù)控制、根據(jù)控制(kngzh)(kngzh)的過程的過程與方式：與方式：3 3、根據(jù)、根據(jù)(gnj)(gnj)執(zhí)行執(zhí)行部件：部件：機械控制機械控制氣動控制氣動控制液壓控制液壓控制電子控制電子控制一、分類：一、分類