控制系統(tǒng)的工作過程與方式 省賽獲獎

二、控制系統(tǒng)的工作過程與方式學(xué)習(xí)目標1.分析典型案例,熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程2.熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成,能畫出一個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖.理解其中的控制器、執(zhí)行器的作用.1、控制系統(tǒng)2、開環(huán)控制系統(tǒng)3、閉環(huán)控制系統(tǒng)日常生活中的控制舉例:1、拔動教室電燈開關(guān)，燈的亮與不亮與手動有關(guān)。2、聲控?zé)?，當有聲音時燈亮。3、紅外感應(yīng)出水龍頭，手靠近水龍頭出水，離開則不出水。4、賓館自動門，當有人進入，門自動打開。一、控制系統(tǒng)5、自行車的動力控制系統(tǒng)，腳蹬的快，速度快這些控制現(xiàn)象有什么共同特征？輸入與輸出之間有一定的對應(yīng)關(guān)系

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)就構(gòu)成了一個系統(tǒng),稱為控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的輸出與輸入之間有一定的對應(yīng)關(guān)系。一個輸入對應(yīng)著一個輸出。控制系統(tǒng)的特征自行車的傳動（或動力）控制系統(tǒng)

腳蹬、曲柄、鏈輪、中軸、鏈條、飛輪腳踩的力（輸入）自行車行駛的速度（輸出）踩動腳蹬的力越大，車輪的轉(zhuǎn)速就越快。自行車的制動（或剎車）控制系統(tǒng)是怎樣的呢？思考：電燈的控制:電路、燈“開與關(guān)”燈“亮與滅”輸入輸出電風(fēng)扇的控制:電路、電機、扇葉風(fēng)速擋位風(fēng)速輸入輸出P102馬上行動吧！是否屬于控制系統(tǒng)輸入輸出電飯煲脫粒機紅外線自動水龍頭是通電信號溫度是是通電信號檢測到人手信號脫粒量出水量二、開環(huán)控制系統(tǒng)游泳池注水控制系統(tǒng)方框圖：游泳池進水閥門定時器設(shè)定注水時間（輸入）水流量游泳池的水位（輸出）1、閱讀P103頁游泳池注水控制系統(tǒng)2、什么是開環(huán)控制系統(tǒng)

——如果控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng),它的特征是輸入量決定輸出量（系統(tǒng)的輸出量僅受輸入量控制），輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞。案例分析：自動門自動門的動作過程是怎樣的？當門口沒有人時，門是關(guān)著的；當有人來門口時，門打開；當人離開門口后一段時間，門又關(guān)閉。自動門如何實現(xiàn)自動開、關(guān)的呢？電機自動門控制電路門的開啟或關(guān)閉人體熱輻射轉(zhuǎn)動電機控制電路紅外傳感器控制器執(zhí)行器紅外傳感器自動門控制系統(tǒng)的方框圖控制量被控對象被控對象執(zhí)行器控制器輸入量控制量輸出量簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖控制器：即對輸入信號進行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。執(zhí)行器：即直接對被控對象進行控制的裝置或元件。控制量：即執(zhí)行器的輸出信號。輸入量：即控制系統(tǒng)的給定量。輸出量：即控制系統(tǒng)所要控制的量，也是控制系統(tǒng)的輸出信號。被控對象：即控制系統(tǒng)中所要求控制的裝置和生產(chǎn)過程。歸納總結(jié)三、閉環(huán)控制系統(tǒng)1、游泳池注水或樓頂水箱注水，時間到了可是有時水滿了，有時卻未滿，怎么辦？游泳池注水控制系統(tǒng)方框圖：游泳池進水閥門控制器給定水位水流量游泳池的水位（輸出）檢測裝置比較器+-1、閱讀P105頁游泳池注水控制系統(tǒng)2、什么是閉環(huán)控制系統(tǒng)——可以把輸出量返回到輸入端與給定值進行比較，構(gòu)成一條閉合回路。我們把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。（輸入）3、閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖檢測裝置被控對象執(zhí)行器控制器比較器被控量給定量控制量+－

檢測裝置測量出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端，由比較器將給定量與所檢測的被控量進行比較，求出偏差值；控制器將這一偏差值進行運算處理，并向執(zhí)行器下達控制命令，執(zhí)行器根據(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(nèi)。工作過程：家用電冰箱的結(jié)構(gòu)和制冷原理圖組成：壓縮機、冷卻器和散熱器，它們之間用一根管道相連。管道里裝有一種沸點很低的制冷劑。壓縮機在管道的底部，它使制冷劑不斷地在管道里循環(huán)。制冷劑流動到狹窄的毛細管時，受到強大壓力，由氣態(tài)變成液態(tài)，通過散熱器對外放出熱量。當制冷劑通過較粗的管道組成的冷卻器時，由于壓力突然降低，制冷劑由液態(tài)立即變?yōu)闅鈶B(tài)，從而吸收電冰箱內(nèi)的熱量，使電冰箱內(nèi)的溫度降低，達到制冷的效果。

根據(jù)冰箱內(nèi)放置食物的保存要求，預(yù)先設(shè)置一個恰當?shù)睦洳販囟取Ｓ呻娮与娐方M成,核心部件是一個微處理器——微型電腦。能對預(yù)置設(shè)定的溫度和輸出中檢測到的溫度進行比較、分析和判斷，并發(fā)出命令。由電磁繼電器組成。當它接到“接通”壓縮機指令時，便接通壓縮機工作電路。當它接到“停止”的指令時，繼電器便斷開壓縮機的工作電路。主要由溫度傳感器組成。溫度傳感器裝在冷藏室內(nèi)，它將檢測到的冰箱冷藏溫度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⒎答伒诫娮涌刂葡到y(tǒng)的控制（處理）部分。輸入：控制器：執(zhí)行器：檢測與反饋：——當接通電源后，控制電路命令執(zhí)行器接通壓縮機工作電路，制冷劑不斷地在管道中循環(huán)，并吸收電冰箱內(nèi)的熱量，使電冰箱內(nèi)的溫度下降。同時，冷藏室內(nèi)的溫度傳感器不斷地檢測箱內(nèi)溫度，并把溫度變化的電信號反饋到控制（處理）部分，控制部分對預(yù)置的溫度和反饋的溫度進行比較、分析、處理。當電冰箱內(nèi)的溫度達到設(shè)定的溫度時，控制部分發(fā)出指令給電磁繼電器，繼電器立即切斷壓縮機工作電路，制冷工作停止?！旊姳鋬?nèi)溫度回升并超過設(shè)定溫度時，電子控制電路又發(fā)出指令，使電磁繼電器接通壓縮機工作電路，壓縮機重新工作并進行制冷。電冰箱閉環(huán)電子控制系統(tǒng)方框圖：馬上行動1、根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別進行分析、判斷，在你認為正確的表格中打開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)家用縫紉機的縫紉速度控制系統(tǒng)空調(diào)溫度控制系統(tǒng)