高中通用技術(shù)控制與設(shè)計(jì)課件

控制與設(shè)計(jì)控制與設(shè)計(jì)1學(xué)習(xí)目標(biāo)1.控制的定義。2.自動控制和人工控制的區(qū)別。專題一、控制的手段與應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)專題一、控制的手段與應(yīng)用2事物發(fā)展的結(jié)果可能是人們預(yù)先期望的，也可能是與預(yù)期的目標(biāo)不相符，甚至是不希望得到的。如果人們想達(dá)到某一特定的目的，就必須運(yùn)用適當(dāng)?shù)氖侄蝸韺?shí)現(xiàn)。事物發(fā)展的結(jié)果可能是人們預(yù)先期望的，也可能是與預(yù)期的3了解控制我們聽到過的“控制”自動控制、控制情緒、自我控制的能力、控制溫度控制人口增長、控制病情等等“控制”存在與當(dāng)今社會的各個方面。工業(yè)生產(chǎn)、城市交通、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航天技術(shù)等等了解控制我們聽到過的“控制”自動控制、控制情緒、自我4什么是控制事物的發(fā)展與變化具有多樣性。如果人們想達(dá)到一定的目的，就必須采取一定的手段來實(shí)現(xiàn)。控制的定義：

人們按照自己的意愿和目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展，這就是控制。什么是控制事物的發(fā)展與變化具有多樣性。如果人們想達(dá)到5事物的發(fā)展與變化一棵蘋果樹天上降落的雨水騎自行車結(jié)不出蘋果結(jié)的蘋果又多又大結(jié)出蘋果又小又酸用來灌溉農(nóng)田發(fā)電引起洪澇災(zāi)害代步、省力摔跟頭撞到物體和別人事物的發(fā)展與變化一棵蘋果樹天上降落的雨水騎自行車結(jié)不出蘋果結(jié)6采取的手段蘋果樹雨水騎自行車病蟲害防治、果樹管理、土壤管理等等興修水利、建水電站、水源管理等等控制速度、騎車的技術(shù)、車的維護(hù)等等。采取的手段蘋果樹雨水騎自行車病蟲害防治、果樹管理、興修水利、7高中通用技術(shù)控制與設(shè)計(jì)ppt課件8控制是普遍存在。遙控航模飛機(jī)抽水馬桶水箱的自動控制系統(tǒng)控制是普遍存在。遙控航模飛機(jī)9抽水馬桶水箱的自動控制系統(tǒng)抽水馬桶水箱的自動控制系統(tǒng)10控制的含義對控制現(xiàn)象理解從下面三個方面入手：1、對象：控制的對象是什么？2、目的：控制要達(dá)到什么目的？3、手段：要采用什么樣的手段來控制？控制是根據(jù)自己的目的，通過一定的手段使事物沿著某一確定方向發(fā)展的行為和過程。

控制的含義對控制現(xiàn)象理解從下面三個方面入手：1、對象：控制的11控制事例控制的對象控制的目的控制的手段電風(fēng)扇扇葉轉(zhuǎn)速快慢的控制電風(fēng)扇調(diào)節(jié)速度換檔音響的音量控制音響音量的調(diào)節(jié)旋鈕燃?xì)鉄崴鳒囟鹊目刂茻崴髡{(diào)節(jié)出水口溫度的高低改變?nèi)細(xì)饣痤^的大小用噴霧器噴灑農(nóng)藥噴霧器給莊稼治病操作噴霧器的手柄大禹治水洪水安息洪波、大治水患疏通河道，泄洪為主人力三輪車轉(zhuǎn)彎中的方向控制人力三輪車改變?nèi)嗆囆旭偟姆较螂p手轉(zhuǎn)動車把控制事例控制的對象控制的目的控制的手段電風(fēng)扇扇葉轉(zhuǎn)速快慢的控12控制的實(shí)現(xiàn)需要通過一定的手段。從控制過程中人工干預(yù)的情形來分，控制有人工控制和自動控制。控制的手段控制的實(shí)現(xiàn)需要通過一定的手段。從控制過程中人工干預(yù)的情形來13從人工干預(yù)的情形來分：人工控制：控制的過程需要人的接觸，即人直接干預(yù)。如：普通自來水龍頭，撳按鍵打開電燈、駕駛汽車等；關(guān)/開門駕駛汽車從人工干預(yù)的情形來分：人工控制：控制的過程需要人的接觸，即人14自動控制：在無人直接參與的情況下，使事物的變化準(zhǔn)確地按照期望的方向進(jìn)行，即沒有人的接觸。太陽能路燈自動門如：打開紅外傳感水龍頭，太陽能路燈，自動門，聲控?zé)簦瑹o人駕駛汽車等；自動控制：在無人直接參與的情況下，使事物的變化準(zhǔn)確地按照期望15控制實(shí)例1人工控制自動控制自動控制對風(fēng)速的控制控制實(shí)例1人工控制自動控制自動控制對風(fēng)速的控制16控制實(shí)例2自動控制人工控制人工控制控制實(shí)例2自動控制人工控制人工控制17控制實(shí)例1自動控制人工控制控制實(shí)例1自動控制人工控制18控制的應(yīng)用控制的應(yīng)用自古就有，并在近代得到迅速發(fā)展，在社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域都有極其廣泛的應(yīng)用。控制的應(yīng)用控制的應(yīng)用自古就有，并在近代得到迅速發(fā)展，19控制在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用控制應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，為工人提供了安全保障。生產(chǎn)流水線紡織機(jī)控制在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用控制應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，提高了產(chǎn)20汽車自動裝配生產(chǎn)線汽車油漆汽車自動裝配生產(chǎn)線汽車油漆21控制在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用控制應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提高了勞動效率，減輕了農(nóng)民的勞動強(qiáng)度，使農(nóng)民減少在農(nóng)田里日曬雨淋的時(shí)間。聯(lián)合收割機(jī)農(nóng)田灌溉控制在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用控制應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提高了勞22水車水車23溫室溫室24農(nóng)田灌溉電源控制室水泵農(nóng)田灌溉電源控制室水泵25農(nóng)田灌溉折射式微噴射流式微噴錘式微灌農(nóng)田灌溉折射式微噴射流式微噴錘式微灌26控制在軍事、國防中的應(yīng)用控制應(yīng)用到軍事國防中，提高了國家防備和抵抗侵略的能力，為保衛(wèi)國家的主權(quán)、統(tǒng)一、領(lǐng)土完整和安全提供了必要的條件。“神舟五號”返回地面。導(dǎo)彈、火箭控制在軍事、國防中的應(yīng)用控制應(yīng)用到軍事國防中，提高了27控制在日常生活中的應(yīng)用控制應(yīng)用到日常生活中，提高了人們的生活質(zhì)量，人類能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環(huán)境，使之滿足人們的要求。空調(diào)機(jī)自動取款機(jī)自動控制水龍頭……控制在日常生活中的應(yīng)用控制應(yīng)用到日常生活中，提高了人28現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)家電現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)家電29控制在社會生活中的應(yīng)用控制應(yīng)用到社會生活中，使整個社會能協(xié)調(diào)、健康、有序地發(fā)展。控制人口增長，提高人口素質(zhì)各種法律制度交通管理……控制在社會生活中的應(yīng)用控制應(yīng)用到社會生活中，使整個社30未完待續(xù)……未完待續(xù)……31專題二、控制系統(tǒng)的工作過程與方式學(xué)習(xí)目標(biāo)1.反饋--在電子控制系統(tǒng)中的作用2.開環(huán)控制和閉環(huán)控制的區(qū)別3.用方框圖分析生活中常見電子控制系統(tǒng)。專題二、控制系統(tǒng)的工作過程與方式學(xué)習(xí)目標(biāo)32自行車行駛速度的控制：腳踩的力腳蹬、曲柄、鏈輪、自行車行駛的速度（輸入）中軸、鏈條、飛輪(輸出)電風(fēng)扇的風(fēng)速控制:

電風(fēng)扇風(fēng)速的擋位電機(jī)、扇葉風(fēng)速

(輸入)(輸出)1、控制系統(tǒng)

自行車行駛速度的控制：腳踩的力腳蹬、曲柄、鏈輪、33什么叫控制系統(tǒng):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.輸入輸出電飯煲

電源電信號

鍋內(nèi)的溫度

脫粒機(jī)電源電信號

脫粒機(jī)的轉(zhuǎn)速

紅外水龍頭人手的紅外線信號

水龍頭出水量

控制系統(tǒng)通常分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)什么叫控制系統(tǒng):任何一種控制的實(shí)現(xiàn),都要通過若干個環(huán)節(jié),這些34一、開環(huán)控制系統(tǒng)1、什么是開環(huán)控制系統(tǒng)

——如果控制系統(tǒng)的輸出對系統(tǒng)的控制（即結(jié)果）沒有影響；或者說沒有反饋環(huán)節(jié)的系統(tǒng)。

反饋即控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過程，就是反饋。一、開環(huán)控制系統(tǒng)1、什么是開環(huán)控制系統(tǒng)35投籃×控制器（大腦）執(zhí)行器（手）被控對象（籃球）籃球?qū)嶋H投擲的位置監(jiān)測裝置（眼睛）籃圈的位置+-電燈的的控制“開與關(guān)”輸入電路、燈燈“亮與滅”輸出投籃×控制器（大腦）執(zhí)行器（手）被控對象（籃球）籃球?qū)嶋H投擲36游泳池注水控制系統(tǒng)定時(shí)器進(jìn)水閥門游泳池設(shè)定注水時(shí)間水流量游泳池水位(輸入)(輸出)自動門的控制系統(tǒng)控制電路電機(jī)自動門紅外線信號轉(zhuǎn)動門的開啟或關(guān)閉游泳池注水控制系統(tǒng)37列舉你所知道的開環(huán)控制系統(tǒng)：列舉你所知道的開環(huán)控制系統(tǒng)：38電燈的的控制電路、燈“開與關(guān)”燈“亮與滅”輸入輸出電風(fēng)扇的控制電路、電機(jī)、扇葉風(fēng)速擋位風(fēng)速輸入輸出控制系統(tǒng)的特征輸入“開與關(guān)”輸入“開與關(guān)”輸入輸出“開與關(guān)”輸入燈“亮與滅”輸出“開與關(guān)”輸入輸出輸出燈“亮與滅”輸出燈“亮與滅”輸出電路、燈燈“亮與滅”輸出輸入電路、燈燈“亮與滅”輸出“開與關(guān)”輸入電路、燈燈“亮與滅”輸出電燈的的控制“開與關(guān)”輸入電路、燈燈“亮與滅”輸出電燈的的控制“開與關(guān)”輸入電路、燈燈“亮與滅”輸出電燈的的控制“開與關(guān)”輸入電路、燈燈“亮與滅”輸出電燈的的控制電路、燈“開與關(guān)”燈“亮與滅”輸入輸出電風(fēng)扇的控39案例分析：自動門自動門的動作過程是怎樣的？當(dāng)門口沒有人時(shí)，門是關(guān)著的；當(dāng)有人來門口時(shí)，門打開；當(dāng)人離開門口后一段時(shí)間，門又關(guān)閉。自動門的功能和技術(shù)要求：功能：無人時(shí)，常關(guān)；有人時(shí)，開門技術(shù)要求：當(dāng)人距門1m時(shí)，門即打開；門打開后，延時(shí)10s后關(guān)門案例分析：自動門自動門的動作過程是怎樣的？40自動門如何實(shí)現(xiàn)自動開、關(guān)的呢？電機(jī)控制電路紅外傳感器電機(jī)自動門控制電路門的開啟或關(guān)閉人體熱輻射轉(zhuǎn)動控制器執(zhí)行器控制量紅外傳感器自動門如何實(shí)現(xiàn)自動開、關(guān)的呢？電機(jī)控制電路紅外傳感器電機(jī)自動41自動門控制系統(tǒng)的方框圖開環(huán)控制系統(tǒng)：像這樣信息只從輸入端傳遞到輸出端，沒有信息反饋的控制系統(tǒng)，稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。電機(jī)自動門控制電路門的開啟或關(guān)閉人體熱輻射轉(zhuǎn)動紅外傳感器執(zhí)行器被控對象控制器輸出輸入控制量傳感器開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖自動門控制系統(tǒng)的方框圖開環(huán)控制系統(tǒng)：像這樣信息只從輸入端傳遞42擴(kuò)展思考根據(jù)自動門控制系統(tǒng)控制過程和原理，通過稍加改動，你還可以設(shè)計(jì)出應(yīng)用其他方面的控制系統(tǒng)嗎？請用方框圖表示你的設(shè)計(jì)想法。電機(jī)自動門控制電路門的開啟或關(guān)閉人體熱輻射轉(zhuǎn)動紅外傳感器擴(kuò)展思考根據(jù)自動門控制系統(tǒng)控制過程和原理，通過稍加改動，你還43對“嬰兒尿濕報(bào)警器”分析與擴(kuò)展思考“嬰兒尿濕報(bào)警器”控制系統(tǒng)是怎樣工作的？如何用方框圖表示？根據(jù)嬰兒尿濕報(bào)警器的控制原理，通過稍加改動，你還可以設(shè)計(jì)出應(yīng)用在哪些方面的控制系統(tǒng)？請用方框圖表示你的想法。與前面的“自動門”相結(jié)合，你又可以設(shè)計(jì)出一個怎樣的控制系統(tǒng)？尿濕度傳感器控制電路鈴聲發(fā)生器揚(yáng)聲器鈴聲對“嬰兒尿濕報(bào)警器”分析與擴(kuò)展思考“嬰兒尿濕報(bào)警器”控制系統(tǒng)44控制系統(tǒng)方框圖：在控制系統(tǒng)中，為了分析方便，常采用方框來表示系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，用單向信號線來表示系統(tǒng)信號傳遞的方向，這種圖稱為控制系統(tǒng)的方框圖?？刂葡到y(tǒng)方框圖的作用：表示系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的位置、功能和相互之間的關(guān)系。輸入量控制器執(zhí)行器被控對象輸出量(控制量)(給定量)(被控量)輸入量:如游泳池的設(shè)定時(shí)間;輸出量:游泳池的水位控制系統(tǒng)方框圖：在控制系統(tǒng)中，為了分析方便，常采用方框來表示45例:電子門鈴的開環(huán)電子控制系統(tǒng)用手按動按鈕開關(guān),輸入一個觸發(fā)信號音樂集成電路經(jīng)過觸發(fā)后工作,產(chǎn)生一組載有”音樂”的電信號.

揚(yáng)聲器將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐魳仿?

輸出的音樂聲的變化對系統(tǒng)的控制狀態(tài)并不產(chǎn)生影響,即不存在反饋.輸入:控制(處理):輸出:特點(diǎn):例:電子門鈴的開環(huán)電子控制系統(tǒng)用手按動按鈕開關(guān),輸入46分析下列電子控制系統(tǒng)中的被控對象、被控量、控制器和它們的工作過程的共同點(diǎn):揚(yáng)聲器音樂聲音樂集成電路路燈光的變化電子電路鎖舌鎖舌的運(yùn)動集成電路電子音樂門系統(tǒng)路燈自動控制系統(tǒng)電子鎖自動門被控對象被控量控制器集成電路門門的開關(guān)分析下列電子控制系統(tǒng)中的被控對象、被控量、控制器和它們的工作47閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)48反饋控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過程，就是反饋。投籃×控制器（大腦）執(zhí)行器（手）被控對象（籃球）籃球?qū)嶋H投擲的位置監(jiān)測裝置（眼睛）籃圈的位置+-（1）什么是反饋×控制器（大腦）執(zhí)行器（手）被控對象（籃球）籃球?qū)嶋H投擲的位置監(jiān)測裝置（眼睛）籃圈的位置+-投籃×控制器（大腦）執(zhí)行器（手）被控對象（籃球）籃球?qū)嶋H投擲的位置監(jiān)測裝置（眼睛）籃圈的位置+-投籃×控制器（大腦）執(zhí)行器（手）被控對象（籃球）籃球?qū)嶋H投擲的位置監(jiān)測裝置（眼睛）籃圈的位置+-投籃×控制器（大腦）執(zhí)行器（手）被控對象（籃球）籃球?qū)嶋H投擲的位置監(jiān)測裝置（眼睛）籃圈的位置+-投籃×控制器（大腦）執(zhí)行器（手）被控對象（籃球）籃球?qū)嶋H投擲的位置監(jiān)測裝置（眼睛）籃圈的位置+-反饋控49從反饋來看，閉環(huán)控制系統(tǒng)就是指在系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控量（輸出量）的偏差。由于某種干擾因素的存在，系統(tǒng)的被控量偏離給定值時(shí)，閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)能及時(shí)檢測出被控量的值，并迅速反饋到輸入端，與給定值進(jìn)行比較，控制器根據(jù)比較得到的偏差信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使系統(tǒng)的被控量接近給定值，達(dá)到精確控制的目的。所以，一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠克服外界干擾，使被控量控制在給定值附近。供水水箱的水位自動控制系統(tǒng)加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng)從反饋來看，閉環(huán)控制系統(tǒng)就是指在系統(tǒng)的輸出端50游泳池進(jìn)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+-閉環(huán)控制系統(tǒng)簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖：被控對象執(zhí)行器控制器給定量控制量被控量檢測裝置比較器-+++游泳池進(jìn)水閥門控制器給定水位水流量游泳池的水位（輸出）檢測裝51小結(jié)控制系統(tǒng)開環(huán)閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響系統(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系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響輸出量到輸入量之間的信號形成一個回路小結(jié)控開環(huán)閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)52開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖執(zhí)行器被控對象控制器輸出輸入控制量傳感器閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖被控對象執(zhí)行器控制器給定量控制量被控量檢測裝置比較器-+++開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖執(zhí)行器被控對象控制器輸出輸531、干擾因素干擾就是對控制系統(tǒng)的行為造成影響的有害的信號及擾動，即除給定量外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。干擾對控制功能的影響

克服干擾的基本方法

1、消除干擾

2、減弱干擾

3、提高控制系統(tǒng)性能1、干擾因素干擾就是對控制系統(tǒng)的行為造成影響的有害的信號及擾