控制系統(tǒng)的工作過程與方式

第二節(jié)控制系統(tǒng)的工作過程和方式第四單元控制與設(shè)計

自行車行駛的速度控制是通過腳蹬、曲柄、鏈輪、中軸、鏈條、飛輪等部件來實(shí)現(xiàn)。電機(jī)、扇葉

腳蹬、曲柄、鏈輪、中軸、鏈條、飛輪腳踩的力（輸入）行駛的速度（輸出）

電風(fēng)扇的風(fēng)速控制是通過改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的。風(fēng)速的擋位（輸入）

風(fēng)速（輸出）

任何一種控制的實(shí)現(xiàn)，都要通過若干個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)就構(gòu)成了系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的輸入與輸出之間有一定的對應(yīng)關(guān)系?？刂骗h(huán)節(jié)輸出量輸入量輸入：電信號輸出：鍋內(nèi)的溫度電飯鍋脫粒機(jī)輸入：電信號輸出：脫粒機(jī)脫粒的量紅外線自動水龍頭輸入：人手的紅外線信號輸出：出水量控制環(huán)節(jié)

輸入輸出控制環(huán)節(jié)反饋環(huán)節(jié)輸出

輸入開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)通常分為開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)電源、導(dǎo)線、開關(guān)

電流

LED亮、滅(輸入)(輸出)大腦、手、水龍頭

期望流量實(shí)際流量眼睛(輸入)(輸出)小游戲

有兩臉，“四官俱全”，沒有鼻子。請同學(xué)來“填”鼻子，一次，睜著眼睛畫，另一次閉著眼睛畫。兩次最大的不同在哪里?1、閉著眼睛畫：開環(huán)控制人腦控制手畫鼻子：人腦——手——畫鼻子控制過程中，沒有反饋環(huán)節(jié)，不能對控制結(jié)果加以修正、調(diào)節(jié)。是個單程的控制流向。這種控制，稱為開環(huán)控制。分析原因：2、睜著眼睛畫：閉環(huán)控制

人腦控制手畫鼻子，在此過程中，眼睛可以把手的位置及畫的效果及時反饋給大腦，使得大腦準(zhǔn)確精細(xì)的控制手去畫好鼻子?？刂七^程中有反饋環(huán)節(jié)可以把控制結(jié)果反饋給人腦，控制流向形成了閉合回路。這種控制稱為閉環(huán)控制。人腦——手——畫鼻子||———眼睛—————|開環(huán)控制系統(tǒng)

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)。例如：游泳池注水控制系統(tǒng)定時器電磁閥門游泳池設(shè)定注水的時間（輸入）水流量游泳池的水位（輸出）輸入量：控制系統(tǒng)的給定量?？刂破鳎簩斎胄盘栠M(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。執(zhí)行器：直接對被控對象進(jìn)行控制的裝置或元件?？刂屏浚簣?zhí)行器的輸出信號。被控對象：控制系統(tǒng)中所要求控制的裝置或生產(chǎn)過程。輸出量（被控量）：控制系統(tǒng)中所要控制的量，也是控制系統(tǒng)的輸出信號。以聲控電燈為例寫出控制過程方框圖：常開(斷開)接點(diǎn)聲傳感控制器輸入量燈泡輸出量控制器執(zhí)行器被控對象輸入量輸出量

被控對象執(zhí)行器控制器輸入量輸出量控制量開環(huán)控制系統(tǒng)可以由下面的方框圖來描述：(給定量)(被控量)控制量與被控量的區(qū)別:控制量:執(zhí)行器的輸出信號。被控量:控制系統(tǒng)的輸出信號。特點(diǎn):信號的傳遞是單向的。案例分析自動門的控制系統(tǒng)自動門電機(jī)控制電路檢測到是否有人的信號（輸入）

門開或關(guān)（輸出）轉(zhuǎn)動

列舉你所知道的開環(huán)控制系統(tǒng)。畫出控制系統(tǒng)的組成方框圖開關(guān)電源LED按動LED開關(guān)亮或滅電流量案例分析輸入量控制器執(zhí)行器控制量被控對象輸出量電子警察1、電子眼采用感應(yīng)線來感應(yīng)路面上的汽車傳來的壓力，通過傳感器將信號采集到中央處理器，送寄存器暫存（該數(shù)據(jù)在一個紅燈周期內(nèi)有效）；

2、在同一個時間間隔內(nèi)（紅燈周期內(nèi)），如果同時產(chǎn)生兩個脈沖信號，即視為“有效”，簡單的說，就是如果當(dāng)時紅燈，你的頭輪子過線了，而后輪子沒出線，則只產(chǎn)生了一個脈沖，在沒有連續(xù)的兩個脈沖時，不拍照；練習(xí)：用方框圖說明下列開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程。公共汽車車門的開關(guān)控制。公共汽車車門的開關(guān)控制。電磁閥門開關(guān)

接通電源（輸入）

開/關(guān)（輸出）

氣壓車門（推動活塞）閉環(huán)控制系統(tǒng)

控制系統(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)。

控制器電磁閥門游泳池給定水位（輸入）水流量游泳池的水位（輸出）例：游泳池注水控制系統(tǒng)。將輸入由設(shè)定注水時間改為設(shè)定游泳池水位檢測裝置比較器-+

簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖：被控對象執(zhí)行器控制器給定量被控量控制量檢測裝置比較器-+特點(diǎn)：信號傳遞是閉合回路。抽水馬桶水箱控制系統(tǒng)的分析,并畫出方框圖.機(jī)械控制進(jìn)水閥門水箱浮球給定+水位-水流量水箱的水位比較器開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別：工作原理的對比：開環(huán)控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響。閉環(huán)控制系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制系統(tǒng)過程產(chǎn)生影響。工作過程的區(qū)別：開環(huán)控制系統(tǒng)：閉環(huán)控制系統(tǒng)：多了比較環(huán)節(jié)和檢測裝置信息傳遞過程：開環(huán)控制系統(tǒng)：信息路徑一條,自輸入端傳至輸出端，不存在信息逆向流動。閉環(huán)控制系統(tǒng)：信息路徑兩條,一條自輸入端傳至輸出端，另一條是輸出端信息經(jīng)反饋環(huán)節(jié)返回到輸入端的比較環(huán)節(jié)，形成一個閉合的環(huán)路。1、家用縫紉機(jī)的縫紉速度控制系統(tǒng)（屬于開環(huán)控制系統(tǒng)）腳踏力度腳蹬、曲柄、鏈輪中軸、鏈條縫紉速度2、電冰箱的溫度控制系統(tǒng)（屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)）溫度計溫度設(shè)定溫度控制器制冷裝置溫度值檢測裝置比較器設(shè)定聲音分貝控制電路燈泡計時器燈光時間3、走道路燈的聲光控制系統(tǒng)（開環(huán)）4、交通路口紅綠燈自動控制系統(tǒng)（閉環(huán)）設(shè)定車流量控制器紅綠燈計時器紅綠燈顯示時間檢測裝置氣壓控制虹吸自動門祭壇的火點(diǎn)或滅