《第四單元 控制與設(shè)計(jì)》復(fù)習(xí)課件

【本單元與其他單元的聯(lián)系】

結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，流程是設(shè)計(jì)的方法，系統(tǒng)是設(shè)計(jì)的保障，控制是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。技術(shù)與設(shè)計(jì)2結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)系統(tǒng)與設(shè)計(jì)控制與設(shè)計(jì)控制與設(shè)計(jì)了解控制控制的含義及應(yīng)用

認(rèn)識控制系統(tǒng)（開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和自動(dòng)與手動(dòng)控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng)的分析開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程控制系統(tǒng)的方框圖控制系統(tǒng)的干擾因素控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

學(xué)習(xí)目標(biāo)：理解控制的涵義及其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。了解控制系統(tǒng)的類型，熟悉簡單控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程。了解并能確定控制系統(tǒng)的主要參量。能畫出簡單控制系統(tǒng)的方框圖，理解其中各環(huán)節(jié)的作用。能設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試和改進(jìn)簡單的控制裝置。

了解探究設(shè)計(jì)提高一部分：理論學(xué)習(xí)

活動(dòng)建議一部分：設(shè)計(jì)制作教學(xué)課時(shí)：8課時(shí)了解控制木牛流馬圖希羅的自動(dòng)門控制在現(xiàn)代的應(yīng)用GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)能夠提供精確的地理位置信息，在航海、航空和城市交通管理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?？刂圃诂F(xiàn)代的應(yīng)用電視制導(dǎo)導(dǎo)彈控制在現(xiàn)代的應(yīng)用希望某一事物按照自己的意愿發(fā)展，就要對其進(jìn)行干預(yù)，這種根據(jù)自己的目的，通過一定的方法使事物沿著某一確定方向發(fā)展，就形成了控制?？刂频暮x①控制的對象是什么？②控制要達(dá)到什么目的？③采取什么控制手段？控制的三要素控制人工干預(yù)的情形手動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)有無反饋開環(huán)控制系統(tǒng)：不將控制的結(jié)果反饋回來影響控制作用的系統(tǒng)，稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)：能將控制的結(jié)果反饋回來與希望值進(jìn)行比較，并根據(jù)它們的誤差及時(shí)調(diào)整控制作用的系統(tǒng)，稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中將控制的結(jié)果反饋回來的部分，稱為反饋環(huán)節(jié)。反饋環(huán)節(jié)是閉環(huán)控制系統(tǒng)的重要特征?？刂婆c設(shè)計(jì)自動(dòng)控制手動(dòng)控制閉環(huán)控制開環(huán)控制控制的分類

知識提綱：1、控制系統(tǒng)的組成：控制器、執(zhí)行器、被控對象。2、控制系統(tǒng)的分類：開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)。3、控制系統(tǒng)框圖：各環(huán)節(jié)、輸入量、輸出量。教學(xué)思路：1、組成結(jié)構(gòu)。2、開環(huán)分析。3、閉環(huán)分析。4、兩環(huán)比較。5、習(xí)題鞏固。二、控制系統(tǒng)的組成與描述大腦肢體飛鏢落點(diǎn)期望值控制器執(zhí)行器被控對象被控量控制系統(tǒng)的組成與描述圖1投擲飛鏢的控制過程眼睛大腦手、閥門容器給定值比較器人工調(diào)節(jié)液面液體輸出量液面位置控制器執(zhí)行器反饋環(huán)節(jié)被控對象控制量被控量控制器執(zhí)行器被控對象給定值被控量控制量開環(huán)控制閉環(huán)控制反饋環(huán)節(jié)控制器執(zhí)行器被控對象給定值被控量控制量比較器控制框圖干擾控制器對信號進(jìn)行處理，并發(fā)出命令的裝置和元件執(zhí)行器接收控制器的命令，并直接影響控制對象的裝置和元件控制量執(zhí)行器的輸出信號被控量即輸出量，就是控制系統(tǒng)要控制的量分類執(zhí)行器執(zhí)行器按所用驅(qū)動(dòng)能源分為氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)、機(jī)械執(zhí)行器四種。

電動(dòng)機(jī)氣缸電磁鐵液壓缸閥門液壓缸和氣缸工作原理相同，只是使用的工作介質(zhì)不同。電動(dòng)機(jī)電磁鐵氣缸液壓缸閥門上海磁浮列車是全世界第一條商業(yè)運(yùn)營線,全程30千米,最高時(shí)速高達(dá)430Km/h揚(yáng)聲器路燈水管執(zhí)行器控制量控制器反饋環(huán)節(jié)被控量被控對象抽水馬桶的水位控制水泵抽水路燈黑夜/白天自動(dòng)開關(guān)控制電風(fēng)扇機(jī)械定時(shí)開關(guān)控制電風(fēng)扇電風(fēng)扇的開關(guān)路燈的開關(guān)路燈水管水箱水位出水定時(shí)器連桿機(jī)構(gòu)或杠桿控制電路電機(jī)水泵電磁繼電器進(jìn)水閥門電路的接通或斷開轉(zhuǎn)動(dòng)水流量機(jī)械開關(guān)或電磁繼電器電路的接通或斷開水箱浮球小試身手1、分析控制系統(tǒng)的工作原理2、根椐方框圖找出相應(yīng)的量（控制器、執(zhí)行器、被控對象、檢測裝置）3、用簡練的語言回答問題“析”“找”“答”控制系統(tǒng)處理方法：

練習(xí)1原理：隨著音樂起伏而變化的音樂噴泉是控制技術(shù)的一種具體應(yīng)用。其工作過程是由“聲－電轉(zhuǎn)換裝置”將起伏的音樂強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為隨之而變化的電信號，這種電信號驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵轉(zhuǎn)動(dòng)。音樂聲信號強(qiáng)，水泵的轉(zhuǎn)速就快，噴頭的壓力就大，噴出的水柱就高。反之，噴出的水柱就低。音樂信號的強(qiáng)弱與噴泉水柱的高低一一對應(yīng)。請回答以下問題：1、是開環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)？2、輸入量和輸出量分別是什么?音樂信號聲電轉(zhuǎn)換裝置和電機(jī)水泵噴頭水柱高低轉(zhuǎn)速⑵如果聲控?zé)舻母浇]有來人，而出現(xiàn)意外的聲響，如樓上或隔壁有人高聲說話或以動(dòng)作發(fā)出聲響，靈敏度高的聲控?zé)粢矔?yīng)聲而亮。為避免這種情況你有什么好辦法？⑶畫出聲控?zé)舻南到y(tǒng)框圖。練習(xí)2如圖是聲控?zé)粝到y(tǒng)組成示意圖，根據(jù)你的理解和認(rèn)識回答下列問題：答案提示：⑴開環(huán)，關(guān)鍵詞：方便、節(jié)電。⑵把傳感器的靈敏度調(diào)小一點(diǎn)。⑶：⑴此系統(tǒng)是開環(huán)還是閉環(huán)，聲控?zé)舻膬?yōu)點(diǎn)有哪些？案例分析：自動(dòng)門自動(dòng)門的動(dòng)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(dòng)門的功能實(shí)現(xiàn)方案：方案一：自動(dòng)開門（無防夾功能）方案二：自動(dòng)開門（有防夾功能）方案三：密碼開門自動(dòng)門如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開、關(guān)的呢？電機(jī)自動(dòng)門控制電路門的開啟或關(guān)閉人體熱輻射轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)控制電路紅外傳感器控制器執(zhí)行器控制量紅外傳感器案例分析：水塔試驗(yàn)

試驗(yàn)方案：

方案一：電子定時(shí)加水方案二：單個(gè)傳感器延時(shí)加水方案三：雙傳感器自動(dòng)加水簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)明確設(shè)計(jì)目標(biāo)確定設(shè)計(jì)方案選擇實(shí)現(xiàn)方法完成你的設(shè)計(jì)評估你的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)會翻轉(zhuǎn)的廣告牌分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)性能確定待定參數(shù)建立控制器、被控對象、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反饋環(huán)節(jié)的模型確定被控量給定控制要求（設(shè)計(jì)指標(biāo)）確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定控制的目的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路若滿足規(guī)范要求，設(shè)計(jì)結(jié)束若不滿足，重新開始方案一

將需要展示的畫面（廣告）連在一起，然后卷在兩根軸上，當(dāng)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)兩根轉(zhuǎn)軸時(shí)，畫面就可以依次顯示。手動(dòng)控制自動(dòng)控制方案二

三棱柱的每一面對應(yīng)一幅畫的一部分，當(dāng)所有三棱柱同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可將三幅圖像順序顯示出來?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖定時(shí)控制器繼電器電動(dòng)機(jī)減速器廣告牌給定值轉(zhuǎn)動(dòng)/停止轉(zhuǎn)速選擇實(shí)現(xiàn)方法需要解決的問題解決方法1、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速快，需減速。設(shè)計(jì)減速裝置使用定時(shí)控制器、繼電器2、準(zhǔn)確控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、停止的時(shí)間，使電動(dòng)機(jī)停止期間，畫面顯示完整。