控制系統(tǒng)的工作過程與方式2016

1、 控制與設(shè)計(jì)一一控制的手段與應(yīng)用控制的手段與應(yīng)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(fēng)扇風(fēng)電風(fēng)扇風(fēng)速的檔位速的檔位電電 機(jī)機(jī) 扇扇 葉葉 風(fēng)風(fēng) 速速輸輸入入輸輸出出電風(fēng)扇的風(fēng)速控制電風(fēng)扇的風(fēng)速控制一、控制系統(tǒng)一、控制系統(tǒng)任何一種控制的實(shí)現(xiàn)，都要通過若干個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)任何一種控制的實(shí)現(xiàn)，都要通過若干個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置就構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。節(jié)所涉及的裝置就構(gòu)成了一個(gè)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(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)關(guān)系。關(guān)系。 輸出對(duì)應(yīng)的是控制的目標(biāo)，輸出對(duì)應(yīng)的是控制的目標(biāo)

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(shí)器（輸入）（輸入）（輸出）（輸出）進(jìn)水閥游泳池如果進(jìn)水管的進(jìn)水量是均如果進(jìn)水管的進(jìn)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(jìn)水的時(shí)間是一一對(duì)應(yīng)的。我進(jìn)水的時(shí)間是一一對(duì)應(yīng)的。我們可以在注水口處裝一個(gè)定時(shí)們可以在注水口處裝一個(gè)定時(shí)器，通過定時(shí)器來控制注水的器，通過定時(shí)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(cè)人體熱輻測(cè)人體熱輻射發(fā)出信號(hào)射發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)開門啟動(dòng)開門或關(guān)門或關(guān)門電動(dòng)機(jī)自動(dòng)門轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輸入輸出自動(dòng)門自動(dòng)門自動(dòng)門的控制系統(tǒng)自動(dòng)門的控制系統(tǒng)控制電路控制電路電機(jī)電機(jī)控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對(duì)象

3、被控對(duì)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(yù)定功能的量即使系統(tǒng)具有預(yù)定功能的量即給定量給定量 控控 制制 器：器：對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)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(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的裝置或元件直接對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的裝置或元件控控 制制 量：量：執(zhí)行器的輸出信號(hào)，如流過閥門水量。執(zhí)行器的輸出信號(hào)，如流過閥門水量。被控對(duì)象：被控對(duì)象：需要控制的裝置或生產(chǎn)過程需要控制的裝置或生產(chǎn)過程 輸輸 出出 量：量： 需要進(jìn)行控制的量需要進(jìn)行控制的量 ，也是控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)，也是控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)（

4、音樂信號(hào)）（音樂信號(hào)）（聲控裝置）（閥門）（噴嘴）輸出量輸出量（噴水與否）（噴水與否）（開、關(guān)）（開、關(guān)） 公共汽車車門的開關(guān)控控制：公共汽車車門的開關(guān)控控制：公共汽車車門的開關(guān)控公共汽車車門的開關(guān)控 制是氣動(dòng)控制司機(jī)操作開關(guān)裝置，電流控制制是氣動(dòng)控制司機(jī)操作開關(guān)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(dòng)活塞開門或關(guān)門。由壓縮空氣推動(dòng)活塞開門或關(guān)門。 1. 賓館、酒店的自動(dòng)叫醒服務(wù)是一賓館、酒店的自動(dòng)叫醒服務(wù)是一個(gè)開環(huán)定時(shí)控制系統(tǒng)。個(gè)開環(huán)定時(shí)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(jì)時(shí)比每小時(shí)快若因某原因使該系統(tǒng)計(jì)時(shí)比每小時(shí)快秒，那么系統(tǒng)能否自動(dòng)調(diào)整？叫醒服秒，那么系統(tǒng)能否自動(dòng)調(diào)整？叫醒服務(wù)的時(shí)間是否準(zhǔn)確？務(wù)的時(shí)間是否準(zhǔn)確？（時(shí)間設(shè)定）（時(shí)間設(shè)定） （電話鈴聲）（電話鈴聲）2. 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由火災(zāi)探測(cè)器、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由火災(zāi)探測(cè)器、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警部件和報(bào)警控制器組成?；馂?zāi)探測(cè)器包警部件和報(bào)警控制器組成?；馂?zāi)探測(cè)器包括感煙探測(cè)器和感溫探測(cè)器；現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警部括感煙探測(cè)器和感溫探測(cè)器；現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警部件包括警鈴、訊響器、報(bào)警門燈等；報(bào)警件包括警鈴、訊響器、報(bào)警門燈等；報(bào)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(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，能對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)信號(hào)并將檢測(cè)信號(hào)反饋反饋到控制處理到控制處理部分，從而對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生部分，從而對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生影響。影響。 在開環(huán)控制方式下，如果進(jìn)水變小了，游泳池中的水就在開環(huán)控制方式下，如果進(jìn)水變小了，游泳池中的水就沒有加夠。如果進(jìn)水變大了，游泳池中的水就會(huì)滿出，造成沒有加夠。如果進(jìn)水變大了，游泳池中的水就會(huì)滿出，造成水源浪費(fèi)。水源浪費(fèi)。 在游泳池中增加一個(gè)檢測(cè)水位的裝置，根

7、據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)與在游泳池中增加一個(gè)檢測(cè)水位的裝置，根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)與給定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際水位低，繼續(xù)進(jìn)水，否則，關(guān)閉給定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際水位低，繼續(xù)進(jìn)水，否則，關(guān)閉進(jìn)水閥。進(jìn)水閥。如設(shè)定溫度為如設(shè)定溫度為2525o oC C，室內(nèi)溫度如果高于，室內(nèi)溫度如果高于2525o oC C，那么空調(diào)通過比較，控制電路發(fā)出信號(hào)促使壓縮機(jī)那么空調(diào)通過比較，控制電路發(fā)出信號(hào)促使壓縮機(jī)進(jìn)行工作；當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，控制電路發(fā)出進(jìn)行工作；當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，控制電路發(fā)出信號(hào)，壓縮機(jī)停止工作，風(fēng)扇照常工作。因此，空信號(hào)，壓縮機(jī)停止工作，風(fēng)扇照常工作。因此，空調(diào)溫度控制系統(tǒng)中有從輸出端返回到輸入端的信息調(diào)

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(cè)裝置檢測(cè)裝置： 測(cè)量出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端測(cè)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(cè)的被控量進(jìn)行比較，它將給定量與所檢測(cè)的被控量進(jìn)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(jìn)行運(yùn)算處理，并向執(zhí)行器將這一偏差值進(jìn)行運(yùn)算處理，并向執(zhí)行器 下達(dá)控制指令；下達(dá)控制指令；執(zhí)執(zhí) 行行 器器： 根據(jù)指令對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，從而使被控根據(jù)指令對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，從而使被控 量穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。量穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。 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(diǎn)接點(diǎn)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(dòng)裝傳動(dòng)裝置置縫紉機(jī)縫紉機(jī)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(dòng)傳動(dòng)裝置裝置縫紉機(jī)縫紉機(jī)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(diǎn)接點(diǎn)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(xí)練習(xí)重重 錘錘 出汽孔出汽孔 壓力鍋壓力鍋 鍋內(nèi)鍋內(nèi) 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(gè)重錘，它平時(shí)壓安全閥上有一個(gè)重錘，它平時(shí)壓在高壓鍋的排氣孔上。當(dāng)高壓鍋在

10、高壓鍋的排氣孔上。當(dāng)高壓鍋內(nèi)溫度升高時(shí)，鍋內(nèi)氣體的壓力內(nèi)溫度升高時(shí)，鍋內(nèi)氣體的壓力增大，超過一定值時(shí)，南于鍋內(nèi)增大，超過一定值時(shí)，南于鍋內(nèi)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(nèi)氣體的壓力下降到安全高壓鍋內(nèi)氣體的壓力下降到安全值范圍內(nèi)。值范圍內(nèi)。第第2題、對(duì)于糧庫(kù)的溫度和濕度自動(dòng)控制，一般采用閉環(huán)題、對(duì)于糧庫(kù)的溫度和濕度自動(dòng)控制，一般采用閉環(huán) 控制系統(tǒng)，增設(shè)定時(shí)檢測(cè)溫度和濕度的裝置，與控制系統(tǒng)，增設(shè)定時(shí)檢測(cè)溫度和濕度的裝置，與 給定的溫度和濕度值比較，當(dāng)出現(xiàn)偏差時(shí)，相應(yīng)給定的溫度和濕度值比較，當(dāng)出現(xiàn)偏差時(shí)，相應(yīng) 調(diào)節(jié)溫度或濕度。方框圖如下：調(diào)節(jié)溫度或濕度。方框圖如下：第第3題、當(dāng)壓力過高時(shí)，蒸汽把橫桿連同