2022年《閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的設計和應用》學案

1、優(yōu)秀學習資料歡迎下載第五章第二節(jié)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的設計和應用學案浙江省武義第二中學程妙仙2016.05 【學習目標】 1、理解簡單閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的工作原理2、掌握簡單閉環(huán)電子控制系統(tǒng)設計、安裝與調(diào)試3、掌握安裝過程中常見問題的分析和解決【學習重點】簡單閉環(huán)電子控制系統(tǒng)設計、安裝與調(diào)試及安裝過程中常見問題的分析和解決方法【學習難點】安裝過程中常見問題的分析和解決【課時安排】1 課時溫故知新 : 第二節(jié)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的設計和應用閉環(huán)電子控制系統(tǒng)與開環(huán)電子控制系統(tǒng)不同，它能對輸出結(jié)果進行檢測，并將檢測信號反饋到控制處理部分，從而對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生影響。它的方框圖為：常見的閉環(huán)電子控制系統(tǒng)有家用電冰

2、箱、空調(diào)、電熱水器、太陽能熱水器、智能電飯鍋、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)溫室等等。精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學習資料歡迎下載一、水箱水位閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的設計和應用水位控制器是指通過機械式或電子式的方法來進行高低水位的控制，可以控制電磁閥、水泵等，成為水位自動控制器或水位報警器，從而來實現(xiàn)半自動化或者全自動化，方法有多種，根據(jù)選用不同的產(chǎn)品而不

3、同。1、設計要求（1）設計和制作一個水箱水位閉環(huán)電子控制系統(tǒng)。（ 2）實現(xiàn)水塔水箱水位的自動控制。2、設計分析（1）根據(jù)對設計要求的分析，水箱中的水位高度是被控量，水箱中的水是被控對象。（ 2）由于對水箱中水位的高度變化有嚴格的要求，即要求水箱中儲存的水不能超過某一水位（高水位），也不能低于某一水位（低水位），因此必須對被控量進行檢測，并反饋所測得的結(jié)果。實現(xiàn)這一控制必須采用閉環(huán)電子控制系統(tǒng)。（ 3）根據(jù)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的方框圖，選擇合適的輸入、控制（處理）、輸出、檢測部分的元器件（或?qū)嵱秒娐罚?、設備等。輸入： 三根裸露的硬銅線組成水位探頭，a 是高水位探頭；b是低水位探頭；c是零水位探頭。調(diào)

4、整探頭位置可改變輸入量?？刂疲ㄌ幚恚河扇龢O管開關(guān)電路組成。水位傳感器檢測并反饋水箱的實際水位與設定值進行比較，經(jīng)判斷后發(fā)出向水箱送水或停止送水的指令。輸出： 由繼電器、電動機、水泵、水箱等組成。檢測： 由三根水位探頭組成一個傳感器，對水箱水位隨時進行檢測，并把水位信號反饋至比較器。水箱水位閉環(huán)電子控制系統(tǒng)方框圖精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 5 頁 - - - - - - -

5、- -優(yōu)秀學習資料歡迎下載3、水箱水位閉環(huán)電子控制系統(tǒng)電路圖：方案一 : 電路分析：1）水位低于b 點：2）水位到達a 點：3）水位在a 和 b 之間：安裝測試：1）安裝電路根據(jù)電路圖列出材料清單，并對材料質(zhì)量進行檢測對照印制電路板安裝電路（暫時不安裝電動機），安裝時要防止插錯元器件、虛焊等。按照水箱中的水位探頭圖示，用粗通電線制作水位傳感器，并將三個探頭與印制電路板上 a、b、c 三點對應連接。精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - -

6、 - - - - - - - - 第 3 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學習資料歡迎下載2）調(diào)試電路將傳感器插入無水的玻璃杯中，接通電源，如果電路安裝正確無誤，繼電器產(chǎn)生吸合動作，觸電j-2 閉合，指示燈紅燈亮向杯中逐漸加水，當水面與低水位探頭接觸時，指示燈黃燈亮，當水面與高水位探頭接觸時，繼電器觸電j-2 釋放，指示燈綠燈亮。減少杯中的水量，水箱水位降低（或用提升水位探頭的位置模擬），指示燈黃燈繼續(xù)發(fā)光，但當水位降低到低水位探頭b離開水面時，指示燈紅燈亮。將經(jīng)過調(diào)試后的水位電子控制電路安裝電動機、水泵和輸軟管，進行仿真試驗，記錄數(shù)據(jù)，分析、判斷水位電子控制系統(tǒng)的實際工

7、作情況，正常工作后，方可正式使用。方案二：電路分析：1）水位低于b 點：2）水位到達a 點：3）水位在a 和 b 之間：安裝測試：參見方案一調(diào)試方法課堂小結(jié)：設計和安裝閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的一般步驟如下：（1）按照設計要求進行分析，確定被控量和被控對象。（2）如果對控置量控制的精確度要求較高，應利用有反饋的閉環(huán)電子控制系統(tǒng)對被控對象實施控制。（3）根據(jù)閉環(huán)電子控制系統(tǒng)方框圖，選擇控制（處理）部分的電子電路、輸出部分的執(zhí)行器、檢測部分中的傳感器，并參考有關(guān)資料，通過接口連接電路將各個部分緊密地連接成一個完整的控制系統(tǒng)。精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - -

8、 - 第 4 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 5 頁 - - - - - - - - -優(yōu)秀學習資料歡迎下載課堂練習如圖所示是小明設計的溫度報警裝置部分電路，其中ic 是運算放大器，輸入輸出邏輯關(guān)系見圖中表格，rt是負溫度系數(shù)熱敏電阻。當溫度達到或超過40時，要求該報警裝置發(fā)出聲、光報警信號。請完成以下任務：（1）當溫度升高時，rt的電阻值將 _（在增大；減小中選擇一項，將序號填寫在“_ ”處）。（2）當溫度達到或超過40時，要求發(fā)光二極管 v1發(fā)光，請根據(jù)電路的邏輯關(guān)系在a、b、c 三點中選擇合適的點連接v1和 r4。(3) 運算放大器不能直接驅(qū)動蜂鳴器報警，請根據(jù)電路的邏輯關(guān)系選擇合適的三極管(npn 型或 pnp型，采用共發(fā)射極接法)，在虛線框中畫出蜂鳴器驅(qū)動電路。（4）在測試中發(fā)現(xiàn)溫度超過40還沒有報警，現(xiàn)要對電路重新調(diào)試，調(diào)試步驟如下：a.將_ 放入盛有冷水的燒杯，插入溫度計，加入熱水使水溫等于40(在 ic；r3；rt中選擇一項，將序號填寫在“_ ”處 )；b. _ ，直至報警裝置發(fā)出聲、光報警信號為止(在減小 r3；增大 r3；減小 r3；增大 rt中選擇一項，將序號填寫在“_ ”處)。精品學習資料