控制系統(tǒng)的基本組成.ppt

1、第四章 控制與設(shè)計,控制系統(tǒng)的基本組成與工作過程,1、控制系統(tǒng)的基本組成,2、開環(huán)控制系統(tǒng),3、閉環(huán)控制系統(tǒng),學習目標,1、分析典型案例，熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程。 2、熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成，能畫出一個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理解其中的控制器、執(zhí)行器的作用。 3、掌握開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的的區(qū)別。,日常生活中的控制舉例,案例分析：自動門工作原理,（）自動門的工作過程,（2）自動門控制系統(tǒng)框圖,輸入,輸出,一、開環(huán)控制系統(tǒng)的含義：,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)。,輸入,輸出,控制器,執(zhí)行器,被控對象,輸出量,控制量,控制

2、電路,電機,自動門,人體熱輻射 紅外傳感器,開或關(guān),轉(zhuǎn)動,開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖,輸入量,傳感器,對“自動門”的擴展探究三例：,自動門模型前開過一輛汽車模型，自動門會不會打開？,怎樣讓汽車開過自動門口時，自動門會打開？,如何將自動門裝置改為汽車車庫中的自動門？,開環(huán)控制系統(tǒng)的特點：,1、系統(tǒng)的輸出量直接受輸入量的控制； 2、信號（或信息）的傳遞是單向的，總是從輸入端單向傳至輸出端。,游戲：完成繪畫,1、夜半時刻，在十字路口，沒有行人，汽車卻仍然要等待？怎么辦？,2、游泳池注水或樓頂水箱注水，時間到了可是有時水滿了，有時卻未滿，怎么辦？, ,二、閉環(huán)控制系統(tǒng),下圖是一個典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)水箱水位的閉

3、環(huán)控制系統(tǒng),注入水流量,水箱水位兩種控制方式比較,環(huán)節(jié),方式,游泳池注水控制系統(tǒng)方框圖：,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,-,+,二、閉環(huán)控制系統(tǒng),二、閉環(huán)控制系統(tǒng),定義：,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),如何判斷開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng),誤區(qū)：自動的控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)； 只要有檢測裝置就是閉環(huán)控制系統(tǒng)； 基本概念： 開環(huán)控制系統(tǒng)是由輸入來控制輸出的單向控制； 閉環(huán)控制系統(tǒng)是輸出量反饋回輸入端參與控制的控制系統(tǒng)；,如何判斷開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng),開環(huán)控制的特點： 1、它是單向的控

4、制過程； 2、輸入量與輸出量往往是不同性質(zhì)的量。 閉環(huán)控制的特點： 1、有反饋； 2、會調(diào)整； 3、“結(jié)果”會影響“結(jié)果”； 4、給定量與被控量是可比較的同一種性質(zhì)的量。,這是閉環(huán)系統(tǒng)嗎？,同學們幾乎每天聽著擴音機里播放的音樂做廣播體操，但擴音機從未引起大家的注意。學習了上面的內(nèi)容后，請大家思考：,擴音機是一個什么控制系統(tǒng)？,簡單的控制系統(tǒng)由兩部分組成，即被控對象和控制裝置。其中的控制裝置，包括傳感器、控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)，對于閉環(huán)系統(tǒng)來說，還包括反饋環(huán)節(jié)與比較環(huán)節(jié)。,三、控制系統(tǒng)的基本組成,四、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

5、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,練習,根據(jù)開環(huán)電子控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別進行分析、判斷，在你認為正確的表格中打“ ”,水泵抽水,公共汽車開關(guān)門,冰箱控制,投籃控制,1、下列控制系統(tǒng)中，屬于開環(huán)控制系統(tǒng)的是（ ） A、電冰箱的溫度控制 B、計算機的CPU上的風扇的轉(zhuǎn)速控制 C、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)溫室的溫度控制 D、家用縫紉機的縫紉速度控制 2、下面控制系統(tǒng)中，屬于閉環(huán)控制的有（ ） A、電風扇機械定時開關(guān)控制系統(tǒng) B、電子門鈴控制系統(tǒng) C、電磁爐溫度自動控制系統(tǒng) D、自行車制動系統(tǒng),隨堂檢測,D,C,3

6、.閉環(huán)控制系統(tǒng)由下列各個環(huán)節(jié)組成（ ） 控制器 執(zhí)行器 被控對象 檢測裝置 A、 B、 C、 D、 4、控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入進行比較的過程，稱為（ ） A、反饋 B、干擾 C、控制 D、閉環(huán)控制 5、閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋的作用是（ ） A、消除干擾因素 B、實現(xiàn)自動控制 C、減少輸入量的偏差 D、減少輸出量的偏差,C,A,B,王大伯蓋了一個能自動調(diào)節(jié)溫度的小型花房，花房的溫度冬季一般控制在18左右，夏季一般控制在25左右。請分析它可能的工作過程（5分），并畫出花房溫度控制系統(tǒng)的方框圖。 （5分）提示：該花房溫控設(shè)備包括控制器、加熱元件和制冷元件、檢測裝置、比較器等。,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”將起伏的音樂強度轉(zhuǎn)換為隨之而變化的電信號，這種電信號驅(qū)動電動機帶動水泵轉(zhuǎn)動。音樂聲信號強，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。音樂信號的強弱與噴泉水柱的高低一一對應(yīng)。請回答以下問題： （1）音樂噴泉控制系統(tǒng)是開環(huán)控制還是閉環(huán)