高中通用技術(shù)會考復(fù)習(xí)用書(全)教材8

1、v1.0可編輯可修改第四單元控制與設(shè)計復(fù)習(xí)綱要控制的含義簡單控制系統(tǒng)的分析簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計復(fù)習(xí)內(nèi)容一、控制的含義1、控制的含義人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發(fā)展，這就是控制。結(jié)合事例，重點闡明控制的對象是什么；控制要達到什么目的；采取什么控制手段?？刂剖吕刂频膶ο罂刂频哪康目刂频氖侄坞婏L(fēng)扇扇葉轉(zhuǎn)速電風(fēng)扇調(diào)節(jié)速度換檔快慢的控制音響的音量控制音響音量的調(diào)節(jié)旋鈕燃氣熱水器溫度調(diào)節(jié)出水口溫度改變?nèi)細饣痤^的熱水器的控制的高低大小用噴霧器噴灑農(nóng)操作噴霧器的手噴霧器給莊稼治病藥柄2、控制的應(yīng)用控制的應(yīng)用自古就有，并在近代得到迅速發(fā)展，在社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域都有極其廣泛的應(yīng)

2、用。如：汽車自動化生產(chǎn)線；農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化設(shè)施；現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)家電。3、控制應(yīng)用的意義。答：控制應(yīng)用到生活中，提高了人們的生活質(zhì)量，人類能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環(huán)境，使之能滿足人們的需要。提高勞動效率，減輕勞動這的勞動強度。在軍事、國防等領(lǐng)域的應(yīng)用，能對目標進行準確鎖定。二、簡單控制系統(tǒng)的分析1、控制的分類：人工控制（控制的過程是在人的直接干預(yù)和全程干預(yù)下進行的）和自動控制（是指在無人直接參與的情況下，使事物的變化準確地按照期望的方向進行）。開環(huán)控制和閉環(huán)控制。2、開環(huán)控制和閉環(huán)控制能將控制的結(jié)果（即比較量）反饋回來與希望值（即基準量）進行比較，并根據(jù)它們的誤差及時調(diào)整控制作用的系統(tǒng)，稱為

3、閉環(huán)控制系統(tǒng)。而不將控制的結(jié)果反饋回來影響控制作用的系統(tǒng)，稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中將控制結(jié)果反饋回來的部分，稱為反饋環(huán)節(jié)。閉環(huán)控制系統(tǒng)都有反饋環(huán)節(jié)，所以有時又稱閉環(huán)控制系統(tǒng)為反饋控制系統(tǒng)。反饋環(huán)節(jié)是閉環(huán)控制系統(tǒng)的重要特征。判斷一個控制系統(tǒng)是否為閉環(huán)控制的簡單方法是：考察分析當控制效果發(fā)生變化時，例如給被控對象或被控量施加一些干擾，控制系統(tǒng)能否作出相應(yīng)的調(diào)整去改變控制的效果，以減少控制誤差，如果能，則為閉環(huán)控制，否則是開環(huán)控制。3、控制系統(tǒng)的組成以投擲飛鏢和騎自行車為例子，可分別用下圖描述它們的控制過程。投擲飛鏢的控制過程騎自行車的控制過程一個工程領(lǐng)域的控制系統(tǒng)的控制過程與人進行控制的過程是相似

4、的，兩者都有控制指令的發(fā)出者、控制指令的執(zhí)行者，如果是閉環(huán)控制，還都存在反饋環(huán)節(jié)。控制系統(tǒng)的基本構(gòu)架是相似的，我們引入控制器與空置量、被控對象與被控量等概念。在上圖中，人的大腦都是控制命令的發(fā)出者，我們把這一部分稱為控制系統(tǒng)的控制器?？刂葡到y(tǒng)都有確定的控制目的。騎自行車要控制的是自行車的行駛方向；投擲飛鏢的目的是擊中靶心，即控制飛鏢的落點。所以自行車的行駛方向、飛鏢的落點就是這兩個控制系統(tǒng)中的被控量。要對被控量進行調(diào)整，在騎自行車的例子中，是通過對自行車的控制實現(xiàn)的，而在投擲飛鏢的例子中，是通過對飛鏢的控制實現(xiàn)的。自行車和飛鏢就是指兩個控制系統(tǒng)中的被控對象。有時，控制器發(fā)出的命令并不能直接對被

5、控對象產(chǎn)生影響。在騎自行車和投擲飛鏢的過程中，大腦發(fā)出的生物信號，并不能直接影響自行車或飛鏢的狀態(tài)，而是要通過肢體去控制自行車和飛鏢。這種將控制器發(fā)出的信號轉(zhuǎn)換成能影響被控對象的信號的裝置，稱為執(zhí)行器。上圖中人的肢體就是執(zhí)行器。肢體動作能夠控制自行車和飛鏢的狀態(tài)，實際上是對它們施加了一定的力。這種能對被控對象產(chǎn)生作用，從而使被控量發(fā)生變化的量，稱為空置量。4、控制系統(tǒng)的框圖表示給定值控制器控制量被控對象被控量9開環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖比較器給定值閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖三、簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計1、控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟:第一步是確定控制的目的。第二步是確定系統(tǒng)的被控量，即控制系統(tǒng)要控制什么。一般情況下，系統(tǒng)

6、的控制目的就是系統(tǒng)的被控量，如速度控制系統(tǒng)的被控量是速度，溫度控制系統(tǒng)的被控量是溫度。第三步是明確系統(tǒng)被控量應(yīng)達到的精度指標，如速度、溫度的精度指標。第四步是選定控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)?？刂葡到y(tǒng)有開環(huán)和閉環(huán)，系統(tǒng)的控制精度、造價指標，將知道我們選擇控制系統(tǒng)的類型（開環(huán)或閉環(huán)）及閉環(huán)控制中對反饋環(huán)節(jié)的要求。第五步是建立系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的模型。大型、復(fù)雜控制系統(tǒng)分析和仿真都依賴于模型的建立，對于簡單的控制系統(tǒng)可不建立模型而直接通過實驗檢驗系統(tǒng)的性能。第六步是確定待調(diào)參數(shù)。不管是對模型進行仿真還是進行系統(tǒng)實際實驗，我們都要找出最能影響系統(tǒng)性能的一些參數(shù)作為仿真或?qū)嶒灂r觀察、調(diào)整的對象，通過對它們的調(diào)整，使系統(tǒng)達

7、到最佳的性能。設(shè)計的最后步驟是分析、實驗系統(tǒng)的性能。2、控制中的干擾在實際的控制系統(tǒng)中，常常會有一些變化不定的因素對系統(tǒng)的行為造成不利影響，這種有害的因素我們稱其為干擾。3、克服干擾的基本方法閉環(huán)控制系統(tǒng)比開環(huán)控制系統(tǒng)有更好的抗干擾能力。另外，就干擾的性質(zhì)來說，有些干擾是可以避免的，而有些干擾是不可避免的，要分析干擾的性質(zhì)，然后“對癥下藥”。4、控制系統(tǒng)設(shè)計的思路和閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計的基本要求。I、要設(shè)計好一個控制系統(tǒng)：明確這個系統(tǒng)要達到的目的是什么；所要控制的對象是什么；被控對象有哪些重要的特性；被控量和控制量分別是什么；外界的主要干擾因素有哪些；選擇怎樣的設(shè)計方案既能達到目的，又經(jīng)濟、易于實

8、現(xiàn)；如何選擇設(shè)備和原件。n、對于簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)，有以下基本要求：一個閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是穩(wěn)定的；控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)的輸出量與給定值之差應(yīng)控制在允許的范圍之內(nèi)；閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。復(fù)習(xí)習(xí)題1、按時間順序進行控制的“交通路口紅綠燈控制系統(tǒng)”系統(tǒng)中被控對象是（）2、學(xué)校的打鈴系統(tǒng)目前一般都由電腦控制,A機械控制閉環(huán)、控制系統(tǒng)BC機械控制、開環(huán)控制系統(tǒng)D3、干擾對控制系統(tǒng)的影響是A、使控制系統(tǒng)的輸出量發(fā)生變化C使控制系統(tǒng)的控制量發(fā)生變化A、控制電路日紅綠燈C、開關(guān)裝置D、路面車輛其控制系統(tǒng)為（）、電子控制、閉環(huán)控制系統(tǒng)、電子控制、開環(huán)控制系統(tǒng)（）B、

9、使控制系統(tǒng)的輸入量發(fā)生變化D、使控制系統(tǒng)的輸出量和輸入量同時發(fā)生變化4、在空調(diào)、自動升降國旗、光控路燈、音樂噴泉，這四個控制系統(tǒng)中.哪個一定是閉環(huán)控制系統(tǒng)（）A.空調(diào)B.自動升降國旗C.光控路燈D.音樂噴泉5、下列控制系統(tǒng)中，不屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)的是（）A.抽水馬桶水箱的自動控制系統(tǒng)B.加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng)C.紅外線自動門控制D.學(xué)校供水水箱的水位自動控制系統(tǒng)6、自行車剎車控制過程如下：剎車時，施加一定的握把力，通過杠桿系統(tǒng)，使剎車片壓緊車圈（或輪軸），車輪減速。剎車握緊力與車輪轉(zhuǎn)速一一對應(yīng)。這是一個開環(huán)控制系統(tǒng)。在這個控制系統(tǒng)中執(zhí)行器是（）A.握把B.杠桿系統(tǒng)C.剎車片D.車輪7、理解一個

10、控制現(xiàn)象，要明確控制的對象是什么，控制要達到什么目的和采取什么控制手段。例如，射擊比賽的射手通過瞄準目標，使子彈射中靶心，分析這個過程，其控制的對象是（）A.人B.槍C.子彈D,靶8、如果將某人通過電話叫對方干某事的過程，看成是一個控制，那么線路中的噪聲及通話環(huán)境的嘈雜聲，可以稱作是控制環(huán)節(jié)中的（）A、給定值B、被控對象C、被控量D、干擾9、在電冰箱的溫度控控制系統(tǒng)中下列情況不屬于影響其溫度控制的干擾因素：（）A.冰箱門B.電冰箱所在房間的溫度從20攝氏度變到32攝氏度C電熱菜或熱飯放入電冰箱中D、在電冰箱外放一盆冷水10、下列不屬于開環(huán)控制系統(tǒng)的是：()11、王大伯蓋了一個具有自動調(diào)節(jié)溫度的小型花房,A自動門B、自動聲控燈C自動烘手機D電飯鍋溫控爰花房的溫度冬季一般控制在18c左右，夏季一般控制在25c左右。請分析它可能的工作過程，并畫出花房溫度控制系統(tǒng)的方框圖。提示：該花房溫控設(shè)備包括控制器、加熱元件和制冷元件、檢測裝置、比較器等。12、如圖所示是水箱液位控制系統(tǒng)，當水箱出水量大時，水位下降浮子下沉，帶動活塞偏離進水口位置，此時進行補水直到水箱里的水位上升到給定水位，浮子上浮，活塞歸位。在這個系統(tǒng)中，浮子、活塞以及兩者之間的連桿機構(gòu)組成一個杠桿系統(tǒng)。試回答以下問題：(1)該控制系統(tǒng)是開