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§1.1開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制

1.1.1開(kāi)環(huán)控制控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響,這種控制系統(tǒng)稱為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。2021/5/91游泳池定時(shí)注水自動(dòng)控制系統(tǒng)怎么叫:輸出量沒(méi)有對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響2021/5/92設(shè)定注水時(shí)間(輸入)游泳池的水位(輸出)定時(shí)器進(jìn)水閥門水流量游泳池供水壓力變大,單位時(shí)間進(jìn)水量增加(水位超過(guò))供水壓力變小,單位時(shí)間進(jìn)水量減少(水位不足)供水壓力雖沒(méi)變,管道、水池漏水(水位不足)…前提變化了,但是控制系統(tǒng)沒(méi)法精確控制水位2021/5/93自動(dòng)門的控制系統(tǒng)當(dāng)人走近自動(dòng)門時(shí),門上方的紅外裝置檢測(cè)到人體熱輻射發(fā)出的紅外信息,控制電路接收到該信號(hào)后,便會(huì)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)開(kāi)門或關(guān)門紅外裝置是否檢測(cè)到人體熱輻射發(fā)出的信號(hào)

(輸入)門的開(kāi)或關(guān)(輸出)控制電路電機(jī)自動(dòng)門轉(zhuǎn)動(dòng)量2021/5/942021/5/95干手器自動(dòng)控制系統(tǒng)感知物體靠近(輸入)加熱的空氣(輸出)延時(shí)電路風(fēng)機(jī)、電熱絲風(fēng)量出風(fēng)口2021/5/96居民樓道里使用的自動(dòng)聲控?zé)羰致房诘募t綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)聲音信號(hào)(輸入)燈亮/滅(輸出)控制電路延時(shí)開(kāi)關(guān)電流樓道燈設(shè)定時(shí)序(輸入)燈亮/滅(輸出)電腦時(shí)序控制裝置電流紅綠燈開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的輸出量沒(méi)有對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響,因此對(duì)控制系統(tǒng)不能進(jìn)行精確控制2021/5/97開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

2021/5/98水罐(1,2)祭壇點(diǎn)火廟門開(kāi)或關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3)廟門旋轉(zhuǎn)量希羅的自動(dòng)門(希臘)思考:是開(kāi)環(huán)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)?輸入?輸出?輸出值有沒(méi)有影響控制?2021/5/99列舉你所知道的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)游泳池定時(shí)注水自動(dòng)控制系統(tǒng)窗簾(涼衣架)自動(dòng)控制系統(tǒng)紅外線自動(dòng)門控制系統(tǒng)水泵自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)電子警察-車輛超速自動(dòng)檢測(cè)拍照控制系統(tǒng)電扇(電吹風(fēng))自動(dòng)送風(fēng)控制系統(tǒng)公共汽車車門自動(dòng)控制系統(tǒng)升旗(人工)自動(dòng)控制系統(tǒng)干手器自動(dòng)控制系統(tǒng)學(xué)校作息鈴聲自動(dòng)控制系統(tǒng)賓館(酒店)自動(dòng)叫醒控制系統(tǒng)防盜(火災(zāi))自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)音樂(lè)噴泉自動(dòng)控制系統(tǒng)一次性投籃人工控制系統(tǒng)聲控(光控)燈自動(dòng)控制系統(tǒng)電水壺自動(dòng)燒水控制系統(tǒng)十字路口紅綠燈自動(dòng)控制系統(tǒng)電梯自動(dòng)升降控制系統(tǒng)希羅廟門自動(dòng)蒸汽控制系統(tǒng)2021/5/910

信號(hào)由給定值至被控量單向傳遞。這種控制較簡(jiǎn)單,但有較大的缺陷,即對(duì)象或控制裝置受到干擾,或工作中特性參數(shù)發(fā)生變化,會(huì)直接影響被控量,而無(wú)法自動(dòng)補(bǔ)償。因此,系統(tǒng)的控制精度難以保證。從另一種意義理解,意味著對(duì)受控對(duì)象和其它控制元件的技術(shù)要求較高。如數(shù)控線切割機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)、包裝機(jī)等多為開(kāi)環(huán)控制。2021/5/9111.1.2閉環(huán)控制(反饋控制)

閉環(huán)控制的定義是有被控制量反饋的控制,其原理框如圖所示。從系統(tǒng)中信號(hào)流向看,系統(tǒng)的輸出信號(hào)沿反饋通道又回到系統(tǒng)的輸入端,構(gòu)成閉合通道,故稱閉環(huán)控制系統(tǒng),或反饋控制系統(tǒng)。2021/5/912比較器檢測(cè)裝置+-設(shè)定水位(輸入)游泳池的水位(輸出)控制器進(jìn)水閥門水流量游泳池閉環(huán)控制系統(tǒng)可以對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行精確控制自動(dòng)糾正(調(diào)控)檢測(cè)裝置在不斷地檢測(cè)游泳池的實(shí)際水位并返回到輸入端與設(shè)定水位進(jìn)行比較水位沒(méi)達(dá)到,注水繼續(xù)水位已達(dá)到,注水停止設(shè)定注水時(shí)間(輸入)游泳池的水位(輸出)定時(shí)器進(jìn)水閥門水流量游泳池2021/5/913水箱的水位自動(dòng)控制示意圖設(shè)定水位(輸入)游泳池的水位(輸出)電氣控制(控制器)閥門(執(zhí)行器)水箱(被控對(duì)象)比較器

浮球

(檢測(cè)裝置)+-連桿裝置2021/5/9141、家用壓力鍋的壓力控制系統(tǒng)是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)?它是通過(guò)那些裝置實(shí)現(xiàn)壓力控制的?說(shuō)出其控制過(guò)程。2021/5/915家用壓力鍋的壓力控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng),通過(guò)安全閥和排氣孔實(shí)現(xiàn)壓力控制。安全閥上有一個(gè)重錘壓在高壓鍋的排氣孔上作檢測(cè)裝置,當(dāng)鍋內(nèi)溫度升高時(shí)壓力增大,重錘被抬起蒸汽排出,壓力降到設(shè)定范圍設(shè)定壓力(輸入量)控制裝置(控制器)出氣孔(執(zhí)行器)出氣量(控制量)壓力鍋(被控對(duì)象)鍋內(nèi)壓力(輸出量)重錘(檢測(cè)裝置)比較器+-2021/5/9162、工業(yè)鍋爐是利用重錘實(shí)現(xiàn)壓力控制的,重錘掛在橫桿上,桿的支點(diǎn)在最左端,中間是鍋爐的排氣孔。

鍋爐如何實(shí)現(xiàn)壓力控制,橫桿的作用是什么。壓力過(guò)高,蒸汽把橫桿連同重錘頂起來(lái),蒸汽從排氣孔排出,使壓力降到限定值。

橫桿的作用使重錘的位置可以調(diào)節(jié),從而改變限制的壓力值設(shè)定壓力(輸入量)控制裝置(控制器)出氣孔(執(zhí)行器)出氣量(控制量)鍋爐(被控對(duì)象)鍋內(nèi)壓力(輸出量)重錘(檢測(cè)裝置)比較器+-2021/5/917常見(jiàn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)有哪些水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)(閉環(huán))游泳池設(shè)定水位自動(dòng)控制系統(tǒng)(閉環(huán))抽水馬桶水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)(閉環(huán))空調(diào)(室內(nèi)溫度)自動(dòng)控制系統(tǒng)(閉環(huán))冰箱(箱內(nèi)溫度)自動(dòng)控制系統(tǒng)(閉環(huán))恒溫大棚(棚內(nèi)溫度)自動(dòng)控制系統(tǒng)(閉環(huán))飲水機(jī)燒水保溫自動(dòng)控制系統(tǒng)(閉環(huán))電飯煲熱飯保溫自動(dòng)控制系統(tǒng)(閉環(huán))高壓鍋鍋內(nèi)壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)(閉環(huán))鍋爐爐內(nèi)壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)(閉環(huán))多次投籃人工控制系統(tǒng)(閉環(huán))門衛(wèi)人員(時(shí)刻注視狀況)大門人工控制系統(tǒng)(閉環(huán))游泳池水位(時(shí)刻注視狀況)人工控制系統(tǒng)(閉環(huán))2021/5/918閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖2021/5/919這種控制方式,無(wú)論是由于干擾造成,還是由于結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化引起被控量出現(xiàn)偏差,系統(tǒng)就利用偏差去糾正偏差,故這種控制方式為按偏差調(diào)節(jié)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)是利用偏差來(lái)糾正偏差,使系統(tǒng)達(dá)到較高的控制精度。但與開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)比較,閉環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,構(gòu)造比較困難。需要指出的是,由于閉環(huán)控制存在反饋信號(hào),利用偏差進(jìn)行控制,如果設(shè)計(jì)得不好,將會(huì)使系統(tǒng)無(wú)法正常和穩(wěn)定地工作。另外,控制系統(tǒng)的精度與系統(tǒng)的穩(wěn)定性之間也常常存在矛盾。2021/5/920開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的聯(lián)系和區(qū)別系統(tǒng)基本要素輸入輸出量控制裝置執(zhí)行裝置控制對(duì)象比較器反饋裝置開(kāi)環(huán)有有有有有沒(méi)有沒(méi)有閉環(huán)有有有有有有有2021/5/921開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制方式各有優(yōu)缺點(diǎn),在實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)工程要求及具體情況來(lái)決定。如果事先預(yù)

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