4第四单元2控制系统的工作过程与方式.

同享益众沈云丰[e-mail]2008.4控制与设计一．控制的手段与应用二．控制系统的工作过程与方式三．闭环控制系统的干扰与反馈四．控制系统的设计与实施同享益众沈云丰[e-mail]2008.41.控制系统2.开环控制系统1.分析典型案例,熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。2.熟悉闭环控制系统的基本组成,能画出一个简单的闭环控制系统的方框图,理解其中的控制器、执行器的作用。二．控制系统的工作过程与方式3.闭环控制系统•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4日常生活中的控制•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.41.电灯的的控制电路“开与关”灯“亮与灭”输入输出2.电风扇的控制电路风速挡位输入电机扇叶灯输出风速•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.41.定义：任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节所涉及的装置就构成了一个系统，称为控制系统。•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4请指出下列控制系统中的输入、输出分别是什么？控制系统输入输出电风扇风速控制电饭煲电动脱粒机红外线自动水龙头调速器或挡位风扇的转速接通电源的电信号锅内的温度脱粒的量人手的红外信号水龙头的出水量马上行动（P102)接通电源的电信号•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4控制系统的分类:从控制过程中人工干预情况分为:人工控制自动控制控制系统通常又分为:开环控制系统闭环控制系统按控制系统中执行部件分为:机械控制气动控制液压控制电子控制………•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4游泳池注水控制系统：设定注入时间定时器游泳池的水位（输入）（输出）进水阀游泳池水流量如果进水管的进水量是均匀的，游泳池中的水位高度与进水的时间是一一对应的。我们可以在注水口处装一个定时器，通过定时器来控制注水的水位。2.开环控制系统•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4案例分析（P103）：自动门的控制系统控制电路人走近门（红外线检测体温）启动开门或关门电动机自动门转动•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.42、特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递。1、定义：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制称为开环控制系统。二、开环控制系统3.对于开环控制系统，用方框图描述如下：输入量控制器执行器控制量被控对象输出量•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4•电子警察---车辆超速检查系统案例分析：P104提问：1.输入量是什么？2.输出量是什么？3.是不是开环系统？•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4请用方框图表示公共汽车车门的开关控制系统。马上行动：P104•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4在开环控制方式下，如果进水变小了，游泳池中的水就没有加够。如果进水变大了，游泳池中的水就会满出，造成水源浪费。在游泳池中增加一个检测水位的装置，根据检测的数据与给定的数据进行比较，当实际水位低，继续进水，否则，关闭进水阀。游泳池注水控制系统：（改进后方案）×给定水位比较器控制器进水阀门游泳池检测装置游泳池水位水流量﹢﹣3.闭环控制系统•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4游泳池的注水两种控制方式的比较给定水位进水阀门游泳池实际水位水流量控制器检测装置+-定时器设定注水的时间进水阀门游泳池游泳池的水位水流量开环控制系统闭环控制系统•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4定义：闭环控制系统就是把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统。给定量比较器控制器执行器被控对象检测装置被控量×控制量﹢﹣简单闭环控制系统的方框图如下：•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4马上行动：P106判断下列控制系统是否属于闭环控制系统，画出方框图。常开(断开)接点声传感控制器输入量灯泡输出量否否是是传动装置缝纫机踏板输入量缝纫部件输出量×设定温度比较器控制电路压缩机冷藏室检测装置输出温度空气温度﹢﹣×给定量比较器控制电路（时序控制装置）红绿灯检测装置灯亮、灭时序电流﹢﹣•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4传动装置缝纫机踏板输入量缝纫部件输出量×设定温度比较器控制电路压缩机冷藏室检测装置输出温度空气温度﹢﹣常开(断开)接点声传感控制器输入量灯泡输出量×给定量比较器控制电路（时序控制装置）红绿灯检测装置灯亮、灭时序电流﹢﹣•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4阅读：（P107）希罗的自动门水罐（1，2）祭坛点火打开庙门转动轴（3）庙门旋转量•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4基础能力训练1．小明用微波炉加热菜汤，设定加热时间为3分钟。3分钟后，微波炉停止加热，这种微波炉的加热控制系统为（）A．开环、手动控制系统B．开环、自动控制系统C．闭环、手动控制系统D．闭环、自动控制系统【答案】B•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4基础能力训练2.如图所示为一款手摇电筒，通过摇动摇柄，就可以给内置电池充电。该手摇电筒的手摇充电控制属于（）A.人工控制、开环控制B.人工控制、闭环控制C.自动控制、开环控制D.自动控制、闭环控制【答案】A•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4基础能力训练3．如图所示的手电筒门把手，具备光控感应，有光的情况下是不亮的，在夜晚能自动亮灯。在应急情况下，通过亮起的灯光指引方向，也可取出作为手电筒使用。下列关于手电筒门把手自动亮灯控制的说法正确的是（）A．该自动亮灯控制是闭环控制B．该自动亮灯控制系统的被控对象是灯C．该自动亮灯控制系统不需要检测装置D．该自动亮灯控制系统，只能用定时器作为控制器【答案】B•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4基础能力训练4．下列是声控灯控制系统的方框图，说法正确的是（）A.输入量是电流B.控制对象是开关C.执行器是灯泡D.输出量是灯泡的亮/灭【答案】D•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4基础能力训练5．如图所示的照相机，自动调焦功能的工作过程如下：电子测距器测得相机与被摄目标之间的距离，控制器通过运算，驱动马达自动调整镜头和光圈之间的相对距离，使被摄目标摄像最清晰。关于照相机的自动调焦控制系统，下列说法错误的是（）A．其执行器是马达B．其被控对象是被摄对象C．是自动控制D．输入量是相机与被摄目标的距离【答案】B•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4基础能力训练6．如图所示为电子防丢报警器，由子机（发射机）和母机（接收机）两部分组成。当发射机与接收机分离的距离大于设定的距离后，接收机的鸣音器发出报警音来通知用户，有效防止财产损失。将发射机佩于钥匙、手机等被防护对象，将接收机佩于主人身上就可以实现丢失报警的功能了。下列判断中正确的是（）A．该控制系统是闭环控制B．输入量是报警声C．输出量是实际距离D．被控对象是接收机的蜂鸣器【答案】D•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4基础能力训练7．如图是古代计时仪器——水钟的示意图，它由三个盛水的容器、浮球和一个时间刻度组成。该装置能够比较准确的记录时间是因为（）A．容器A中的水随时间均匀流出B．容器B中的水随时间均匀流出C．浮球使容器A中的水不会流入容器B中D．容器C中的水在人工的作用下倒入容器A中【答案】B•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4基础能力训练8．该水钟的水位控制系统的控制器是（）A．容器BB．滴水孔C．浮球D．容器C【答案】C•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4基础能力训练汽车在高速公路上保持匀速行驶，第一种方法是驾驶员通过控制油门踏板的压力来调整发动机转速，从而控制车速。第二种方法是现在汽车生产厂家在某些车型上配置了“定速巡航”功能，驾驶员通过按钮预设匀速行驶速度，车内的电脑就能根据测速仪测量的实际行驶速度自动控制油门的加油量，从而达到汽车匀速行驶的目的（如图所示）。请回答9-11题。•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4基础能力训练9.根据材料，下列说法错误的是（）A.第一种控制手段为人工控制B.第二种控制手段为自动控制C.“定速巡航”的控制系统为闭环控制系统D.“定速巡航”的控制系统为开环控制系统【答案】D•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4基础能力训练10.“定速巡航”的控制系统中，执行器是（）A.油门踏板B.油门C.速度设定按钮D.车轮【答案】B•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4基础能力训练11.“定速巡航”的控制系统中，被控量是（）A.汽车的实际行驶方向B.汽车的实际位置C.汽车的实际速度D.汽车的实际加速度【答案】C•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4案例导学例一：根据《音乐声控制灯、舞台氛围灯》视频，以下器件中可以作为音乐声控灯的传感器的是（）A．麦克风B．放大电路C．继电器D．扬声器【解析】声控灯是通过麦克风把音乐的声音信号换转为电信号，然后通过放大电路放大到必要的功率以控制开关电路的。所以音乐声控灯的传感器只能是麦克风。【答案】A•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4案例导学例二：张航同学认为：“音乐声控制灯的亮度会随音乐声的大小发生变化，而且还有传感器，因此音乐声控灯的工作过程是一个闭环控制。”你认为张航同学的说法正确吗？并说明理由。•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4案例导学【解析】音乐声控制灯的控制目的就是要使不同颜色的彩灯能够根据音乐声的大小音调的高低等亮或者灭。即输入是音乐声，输出是彩灯的亮或者灭。被控对象是彩灯。彩灯的亮或者灭并没有影响作为输入的音乐声。因此该控制是一个开环控制。判断一个控制是开环控制还是闭环控制关键要看输入和输出之间的信息是否双向传递，即是否有反馈环节。【答案】张航同学的说法是错误的。音乐声控灯的工作过程是一个开环控制。音乐声控制灯的控制目的是要使不同颜色的彩灯能够根据音乐声的大小音调的高低等亮或者灭。输入和输出之间的信息是单向传递的，因此该控制是一个开环控制。•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4案例导学例三：「2014.9浙江统一考试」如图所示是某同学设计的自动干手器原理示意图，当手靠近传感器时，传感器将感应信号发送给控制器，控制器控制继电器闭合，电吹风开始工作。若将电吹风看作被控对象，则执行器是（）A.传感器B.控制器C.继电器D.插头•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4案例导学【解析】本题考查控制系统的分析。本题中，输入量为感应信号，输出量为电吹风。开始工作（吹风），被控对象为电吹风，执行器为继电器，传感器为检测装置。【答案】C•第四单元控制与设计同享益众沈云丰[e-mail]2008.4案例导学例四：「2015.3浙江统一考试」如图所示为公共厕所人体感应自动供水系统示意图。当探头检测到有人进入厕所，控制器控制电磁阀打开，向水箱供水。该供水控制系统的执行器是（）A.水箱B.进水阀C.探头D.电磁阀•第四单元控制与设计同享益众沈云丰sunj2@1