控制系統(tǒng)的工作過程與方式2016

1、 控制與設計一一控制的手段與應用控制的手段與應用二二控制系統(tǒng)的工作過程與方式控制系統(tǒng)的工作過程與方式三三閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋電風扇風電風扇風速的檔位速的檔位電電 機機 扇扇 葉葉 風風 速速輸輸入入輸輸出出電風扇的風速控制電風扇的風速控制一、控制系統(tǒng)一、控制系統(tǒng)任何一種控制的實現(xiàn)，都要通過若干個環(huán)節(jié)，這些環(huán)任何一種控制的實現(xiàn)，都要通過若干個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置就構成了一個系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。節(jié)所涉及的裝置就構成了一個系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。 控制建立的是輸入與輸出之間的控制建立的是輸入與輸出之間的對應對應關系。關系。 輸出對應的是控制的目標，輸出對應的是控制的目標

2、， 輸入與中間環(huán)節(jié)都是控制的手段輸入與中間環(huán)節(jié)都是控制的手段 定時器（輸入）（輸入）（輸出）（輸出）進水閥游泳池如果進水管的進水量是均如果進水管的進水量是均勻的，游泳池中的水位高度與勻的，游泳池中的水位高度與進水的時間是一一對應的。我進水的時間是一一對應的。我們可以在注水口處裝一個定時們可以在注水口處裝一個定時器，通過定時器來控制注水的器，通過定時器來控制注水的水位。水位?？刂齐娐芳t外裝置檢紅外裝置檢測人體熱輻測人體熱輻射發(fā)出信號射發(fā)出信號啟動開門啟動開門或關門或關門電動機自動門轉動轉動輸入輸出自動門自動門自動門的控制系統(tǒng)自動門的控制系統(tǒng)控制電路控制電路電機電機控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對象

3、被控對象被控量被控量控制量控制量輸出量輸出量輸入量輸入量輸輸 入入 量：量：使系統(tǒng)具有預定功能的量即使系統(tǒng)具有預定功能的量即給定量給定量 控控 制制 器：器：對輸入信號進行處理并發(fā)出控制命令的裝置或對輸入信號進行處理并發(fā)出控制命令的裝置或 元件元件執(zhí)執(zhí) 行行 器：器：直接對被控對象進行控制的裝置或元件直接對被控對象進行控制的裝置或元件控控 制制 量：量：執(zhí)行器的輸出信號，如流過閥門水量。執(zhí)行器的輸出信號，如流過閥門水量。被控對象：被控對象：需要控制的裝置或生產過程需要控制的裝置或生產過程 輸輸 出出 量：量： 需要進行控制的量需要進行控制的量 ，也是控制系統(tǒng)的輸出信號，也是控制系統(tǒng)的輸出信號（

4、音樂信號）（音樂信號）（聲控裝置）（閥門）（噴嘴）輸出量輸出量（噴水與否）（噴水與否）（開、關）（開、關） 公共汽車車門的開關控控制：公共汽車車門的開關控控制：公共汽車車門的開關控公共汽車車門的開關控 制是氣動控制司機操作開關裝置，電流控制制是氣動控制司機操作開關裝置，電流控制“電磁電磁 閥閥”的啟閉，通過電磁閥決定壓縮空氣的流向，最后的啟閉，通過電磁閥決定壓縮空氣的流向，最后 由壓縮空氣推動活塞開門或關門。由壓縮空氣推動活塞開門或關門。 1. 賓館、酒店的自動叫醒服務是一賓館、酒店的自動叫醒服務是一個開環(huán)定時控制系統(tǒng)。個開環(huán)定時控制系統(tǒng)。畫出它的工作過程方框圖。畫出它的工作過程方框圖。若因某

5、原因使該系統(tǒng)計時比每小時快若因某原因使該系統(tǒng)計時比每小時快秒，那么系統(tǒng)能否自動調整？叫醒服秒，那么系統(tǒng)能否自動調整？叫醒服務的時間是否準確？務的時間是否準確？（時間設定）（時間設定） （電話鈴聲）（電話鈴聲）2. 火災自動報警系統(tǒng)由火災探測器、現(xiàn)場報火災自動報警系統(tǒng)由火災探測器、現(xiàn)場報警部件和報警控制器組成?；馂奶綔y器包警部件和報警控制器組成?；馂奶綔y器包括感煙探測器和感溫探測器；現(xiàn)場報警部括感煙探測器和感溫探測器；現(xiàn)場報警部件包括警鈴、訊響器、報警門燈等；報警件包括警鈴、訊響器、報警門燈等；報警控制器按顯示方式的不同可分為數(shù)碼顯示控制器按顯示方式的不同可分為數(shù)碼顯示和液晶漢顯兩種不同的類型。

6、和液晶漢顯兩種不同的類型。睜開眼睛畫睜開眼睛畫閉閉上眼睛畫上眼睛畫小游戲小游戲思考：閉上眼睛畫與睜開眼睛畫的區(qū)別在哪里？為什么？思考：閉上眼睛畫與睜開眼睛畫的區(qū)別在哪里？為什么？ 能對輸出結果進行檢測，能對輸出結果進行檢測，并將檢測信號并將檢測信號反饋反饋到控制處理到控制處理部分，從而對系統(tǒng)的控制產生部分，從而對系統(tǒng)的控制產生影響。影響。 在開環(huán)控制方式下，如果進水變小了，游泳池中的水就在開環(huán)控制方式下，如果進水變小了，游泳池中的水就沒有加夠。如果進水變大了，游泳池中的水就會滿出，造成沒有加夠。如果進水變大了，游泳池中的水就會滿出，造成水源浪費。水源浪費。 在游泳池中增加一個檢測水位的裝置，根

7、據(jù)檢測的數(shù)據(jù)與在游泳池中增加一個檢測水位的裝置，根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)與給定的數(shù)據(jù)進行比較，當實際水位低，繼續(xù)進水，否則，關閉給定的數(shù)據(jù)進行比較，當實際水位低，繼續(xù)進水，否則，關閉進水閥。進水閥。如設定溫度為如設定溫度為2525o oC C，室內溫度如果高于，室內溫度如果高于2525o oC C，那么空調通過比較，控制電路發(fā)出信號促使壓縮機那么空調通過比較，控制電路發(fā)出信號促使壓縮機進行工作；當溫度達到設定溫度時，控制電路發(fā)出進行工作；當溫度達到設定溫度時，控制電路發(fā)出信號，壓縮機停止工作，風扇照常工作。因此，空信號，壓縮機停止工作，風扇照常工作。因此，空調溫度控制系統(tǒng)中有從輸出端返回到輸入端的信息調

8、溫度控制系統(tǒng)中有從輸出端返回到輸入端的信息反饋，它是閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋，它是閉環(huán)控制系統(tǒng)。檢測裝置檢測裝置： 測量出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端測量出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端 比比 較較 器器： 它將給定量與所檢測的被控量進行比較，它將給定量與所檢測的被控量進行比較， 求出偏差值；求出偏差值；控控 制制 器器： 將這一偏差值進行運算處理，并向執(zhí)行器將這一偏差值進行運算處理，并向執(zhí)行器 下達控制指令；下達控制指令；執(zhí)執(zhí) 行行 器器： 根據(jù)指令對被控對象進行控制，從而使被控根據(jù)指令對被控對象進行控制，從而使被控 量穩(wěn)定在一定范圍內。量穩(wěn)定在一定范圍內。 閉環(huán)控制各環(huán)節(jié)的功能閉環(huán)控制各環(huán)節(jié)的功能常開

9、常開( (斷開斷開) )接點接點聲傳聲傳感感控控制制器器輸入量輸入量燈泡燈泡輸出量輸出量傳動裝傳動裝置置縫紉機縫紉機踏板踏板輸入量輸入量縫紉縫紉部件部件輸出量輸出量電流電流 傳動傳動裝置裝置縫紉機縫紉機踏板踏板輸入量輸入量縫紉縫紉部件部件輸出量輸出量常開常開( (斷開斷開) )接點接點聲傳感聲傳感控制控制器器輸入量輸入量燈泡燈泡輸出量輸出量電流電流 P P107 107 練習練習重重 錘錘 出汽孔出汽孔 壓力鍋壓力鍋 鍋內鍋內 壓力壓力 重錘重錘 重力重力 重重 錘錘 出汽出汽 量量 1、家用高壓鍋家用高壓鍋安全閥上有一個重錘，它平時壓安全閥上有一個重錘，它平時壓在高壓鍋的排氣孔上。當高壓鍋在

10、高壓鍋的排氣孔上。當高壓鍋內溫度升高時，鍋內氣體的壓力內溫度升高時，鍋內氣體的壓力增大，超過一定值時，南于鍋內增大，超過一定值時，南于鍋內氣體壓力的作用，重錘被頂起氣體壓力的作用，重錘被頂起蒸汽不停地從排氣孔向外冒，使蒸汽不停地從排氣孔向外冒，使高壓鍋內氣體的壓力下降到安全高壓鍋內氣體的壓力下降到安全值范圍內。值范圍內。第第2題、對于糧庫的溫度和濕度自動控制，一般采用閉環(huán)題、對于糧庫的溫度和濕度自動控制，一般采用閉環(huán) 控制系統(tǒng)，增設定時檢測溫度和濕度的裝置，與控制系統(tǒng)，增設定時檢測溫度和濕度的裝置，與 給定的溫度和濕度值比較，當出現(xiàn)偏差時，相應給定的溫度和濕度值比較，當出現(xiàn)偏差時，相應 調節(jié)溫度或濕度。方框圖如下：調節(jié)溫度或濕度。方框圖如下：第第3題、當壓力過高時，蒸汽把橫桿連同