高中通用技術(shù)控制系統(tǒng)與設(shè)計(jì)疑難分析

1、控制與設(shè)計(jì) 疑難分析 平陽(yáng)中學(xué) 章青道 內(nèi)容要點(diǎn) 一一.控制系統(tǒng)的組成控制系統(tǒng)的組成(最基本問(wèn)題最基本問(wèn)題). 1.通過(guò)手動(dòng)/自動(dòng)控制爭(zhēng)議案例,系統(tǒng)/控制系 統(tǒng)的區(qū)別 導(dǎo)入 2.控制系統(tǒng)的組成, 3.什么是控制器 二二.開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制 一些爭(zhēng)議的內(nèi)容 三三.系統(tǒng)及系統(tǒng)特性系統(tǒng)及系統(tǒng)特性 問(wèn)題問(wèn)題1.普通電風(fēng)扇的速度控制普通電風(fēng)扇的速度控制,是手動(dòng)是手動(dòng) 控制還是自動(dòng)控制控制還是自動(dòng)控制. 說(shuō)明說(shuō)明:普通電風(fēng)扇普通電風(fēng)扇:不會(huì)搖頭、沒(méi)有延時(shí)、不會(huì)搖頭、沒(méi)有延時(shí)、 有速度檔位有速度檔位. A方:電風(fēng)扇不停在轉(zhuǎn), 不用人,自動(dòng)控制. B方:一種檔位對(duì)應(yīng)一種速度, 被控量的變化,

2、 需要人調(diào)節(jié),手動(dòng)控制. 控制論（Cybernetics） 問(wèn)題問(wèn)題2. 單單自行車裝置單單自行車裝置, 能不能組成能不能組成 一個(gè)控制系統(tǒng)一個(gè)控制系統(tǒng)(或是不是控制系統(tǒng)或是不是控制系統(tǒng)). A方:蘇版教材：任何一種控制的實(shí)現(xiàn)，都 要通過(guò)若干個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)就構(gòu)成一個(gè) 系統(tǒng)。稱為控制系統(tǒng)。人給腳踏板力,經(jīng)過(guò) 多個(gè)環(huán)節(jié),如鏈輪,鏈條,飛,車輪,這些環(huán)節(jié)構(gòu) 成傳動(dòng)系統(tǒng), 所以是控制系統(tǒng). B.自行車裝置,沒(méi)有控制器,不能構(gòu)成控制系 統(tǒng). 問(wèn)題3.什么是控制器 普通開(kāi)關(guān),電機(jī),自行車傳動(dòng)系統(tǒng),不是控制 器 . 普通開(kāi)關(guān),電機(jī),自行車傳動(dòng)系統(tǒng),是控制器 1. 關(guān)于控制器執(zhí)行器被控對(duì)象確定 2.要注意系

3、統(tǒng)與控制系統(tǒng)的區(qū)別 3電風(fēng)扇,是手動(dòng)控制還是自動(dòng)控制 10如何判斷開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制 歸納1、控制系統(tǒng)的組成 如果是一個(gè)控制系統(tǒng)，必定有控制器，沒(méi)有如果是一個(gè)控制系統(tǒng)，必定有控制器，沒(méi)有 控制器的裝置或系統(tǒng)，不能組成控制系統(tǒng)?？刂破鞯难b置或系統(tǒng)，不能組成控制系統(tǒng)。 對(duì)教科書(shū)對(duì)教科書(shū) 開(kāi)環(huán)控制閉環(huán)控制方框圖歸納：最開(kāi)環(huán)控制閉環(huán)控制方框圖歸納：最 基本的組成：控制器，執(zhí)行器，控制對(duì)象?；镜慕M成：控制器，執(zhí)行器，控制對(duì)象。 豫版：控制器，是控制系統(tǒng)的核心。豫版：控制器，是控制系統(tǒng)的核心。 沒(méi)了控制器，這個(gè)系統(tǒng)就不控制系統(tǒng)了沒(méi)了控制器，這個(gè)系統(tǒng)就不控制系統(tǒng)了: 一只排球，一雙筷子，一只筷子，一只鉛筆

4、，一只排球，一雙筷子，一只筷子，一只鉛筆， 都可是一個(gè)系統(tǒng)，但不能組成一個(gè)控制系統(tǒng)。都可是一個(gè)系統(tǒng)，但不能組成一個(gè)控制系統(tǒng)。 如自行車，普通電風(fēng)扇，吊扇，因?yàn)闆](méi)有控如自行車，普通電風(fēng)扇，吊扇，因?yàn)闆](méi)有控 制器，不能組成一個(gè)控制系統(tǒng)?；蛘哒f(shuō)，不制器，不能組成一個(gè)控制系統(tǒng)?；蛘哒f(shuō)，不 是控制系統(tǒng)。是控制系統(tǒng)。 歸納2 控制器 控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器對(duì)象對(duì)象 檢測(cè)裝檢測(cè)裝 置置 方框圖方框圖,主要從功能方面對(duì)控制系統(tǒng)的結(jié)主要從功能方面對(duì)控制系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)進(jìn)行劃分構(gòu)進(jìn)行劃分, 控制器在框圖中的作用控制器在框圖中的作用,類似類似 于人腦的決策作用于人腦的決策作用. 二、控制器 控制器是具有決策功能的裝置

5、。（或器官）。 控制器在控制系統(tǒng)中的作用，發(fā)號(hào)指令。 手動(dòng)控制，人在發(fā)號(hào)指令 自動(dòng)控制，機(jī)器發(fā)號(hào)指令 另 手動(dòng) 自動(dòng) 的劃分,與粒度劃分有關(guān). 如電視機(jī)遙控器,選臺(tái), 按下一個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)一個(gè) 頻道, 整體是手動(dòng)控制. 但不能否認(rèn),電視機(jī)中 含有的自動(dòng)控制. 誰(shuí)在發(fā)指令？ 如：普通電燈的亮度調(diào)節(jié) 人腦 人手 調(diào)節(jié)裝置 燈 燈亮度 如：普通電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 人腦 人手 調(diào)速器 電機(jī) 轉(zhuǎn)速 如：普通廊道燈 人手 開(kāi)關(guān) 燈 亮或暗 如：感應(yīng)廊道燈 傳感器 控制電路 觸發(fā)開(kāi)關(guān) 燈亮或暗 電風(fēng)扇定時(shí)控制 設(shè)定時(shí)間 控制器 開(kāi)關(guān) 轉(zhuǎn)或停 信息傳遞過(guò)程信息傳遞過(guò)程 控制器控制器 有爭(zhēng)議的原因，是教材。有爭(zhēng)議的原因

6、，是教材。 腳踩的力（輸入）腳踩的力（輸入） 腳蹬曲柄鏈輪中軸鏈條飛輪腳蹬曲柄鏈輪中軸鏈條飛輪 速度（輸出）速度（輸出） 控制系統(tǒng)的輸入控制系統(tǒng)的輸入 控制器控制器 控制系統(tǒng)的輸出控制系統(tǒng)的輸出 電風(fēng)扇檔位（輸入）電風(fēng)扇檔位（輸入） 電機(jī)電機(jī) 扇葉扇葉 風(fēng)速（輸出）風(fēng)速（輸出） 控制系統(tǒng)的輸入控制系統(tǒng)的輸入 控制器控制器 控制系統(tǒng)的輸出控制系統(tǒng)的輸出 把原本不是控制器的把原本不是控制器的 電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)，誤解電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)，誤解 成控制器。成控制器。 再推導(dǎo) 普通開(kāi)關(guān)，普通閥門(mén)等也是控制器 歸納3 一些普通的裝置, 即便寫(xiě)上”控制”,也成 不了控制器. 如:普通的電路 , 寫(xiě)上”控制電路” 自

7、行車傳動(dòng)系統(tǒng), 寫(xiě)上”速度傳動(dòng)控制系 統(tǒng)” 關(guān)鍵 控制器，是有決策功能的裝置 執(zhí)行器，執(zhí)行控制器的決策 功能模擬， 模擬大腦功能 模擬人手 腳 三、開(kāi)環(huán)與閉環(huán) 開(kāi)環(huán)，不管控制的結(jié)果 閉環(huán)，根據(jù)控制結(jié)果做出決策，也就是輸 出量對(duì)控制有影響。 時(shí)時(shí)檢測(cè), 也不一定是閉環(huán). 天暗,傳感器檢測(cè), 控制器,燈, 燈亮 1。閉環(huán)控制，不是三頭六臂，有針對(duì)性的，不能 完成額外的任務(wù)，達(dá)不到額外的目的。 保溫控制，是典型的閉環(huán)，維持60度。有些控制， 沒(méi)有維持某一溫度，也是閉環(huán)。 如：自動(dòng)斷電的電熱水壺。 控制目的，100度燒開(kāi)，不燒。也不想維持100 度。 控制器：金屬探針 閉環(huán)。 電飯堡，煮飯，閉環(huán)， 控制器：磁鋼 保溫，閉環(huán)。 控制器：雙金屬片 2與系統(tǒng)的范圍有關(guān)。 如：智能（紅綠燈）交通指揮系統(tǒng)如：智能（紅綠燈）交通指揮系統(tǒng) 如果，被控對(duì)象是紅綠燈，開(kāi)環(huán)了。如果，被控對(duì)象是紅綠燈，開(kāi)環(huán)了。 如果，被控對(duì)象是車輛，閉環(huán)如果，被控對(duì)象是車輛，閉環(huán)。 控制器控制器,就是一個(gè)小