(精品)电子控制技术1.ppt

通用技术选修通用技术选修电子控电子控制技术制技术 本课程主要是通过学习，使学生更广泛地了解技术本课程主要是通过学习，使学生更广泛地了解技术世界及其发展，更好地学习系统，控制等技术的核心概世界及其发展，更好地学习系统，控制等技术的核心概念，接受技术思想和方法的认识，从而实现对技术与设念，接受技术思想和方法的认识，从而实现对技术与设计的拓展，提高学生的技术素养，提高学生的综合素质。计的拓展，提高学生的技术素养，提高学生的综合素质。由通用技术靳老师讲授由通用技术靳老师讲授上课地点：物理实验教室上课地点：物理实验教室通用技术选修通用技术选修电子控电子控制技术制技术教学内容：教学内容：一、电子控制系统概述一、电子控制系统概述二、电子控制系统信息的获取与转换二、电子控制系统信息的获取与转换三、电子控制系统信息的处理三、电子控制系统信息的处理四、四、电子控制系统的执行部件电子控制系统的执行部件五五、电子控制系统的设计及其应用电子控制系统的设计及其应用 电电 子子 控控 制制 技技 术术 （选修）（选修）第一章第一章 电子控制系统概述电子控制系统概述一 电子控制与电子控制系统电子控制与电子控制系统o控制技术：是人们为了使事物按照控制技术：是人们为了使事物按照所希望的方式沿着某一确定的方向所希望的方式沿着某一确定的方向发展所使用的手段或方法。发展所使用的手段或方法。o如：我国古代发明的指南针。如：我国古代发明的指南针。一 电子控制与电子控制系统电子控制与电子控制系统o案例分析：案例分析：o拥有安全，这是人类在生活中的基拥有安全，这是人类在生活中的基本需求之一。本需求之一。o为此人们发明了锁具来控制门的开为此人们发明了锁具来控制门的开和关。和关。o从门锁的演变看控制技术的发展从门锁的演变看控制技术的发展一 电子控制与电子控制系统电子控制与电子控制系统o案例分析案例分析o门闩门闩o1。古代。古代o人工控制人工控制优点与缺点：o在家时插上门闩，外人就不能随在家时插上门闩，外人就不能随便进入。便进入。o但安全有限，人们可以从外面将但安全有限，人们可以从外面将它拨开，而且如果人外出，门就它拨开，而且如果人外出，门就不可以锁了。不可以锁了。机械控制的门锁机械控制的门锁o2。o机械弹子锁机械弹子锁o文字锁文字锁o弹簧锁弹簧锁机械控制的门锁机械控制的门锁o介绍：公元介绍：公元870890年，出现了全金属锁。年，出现了全金属锁。材质多为铜或铁质的，锁内有片状弹簧，材质多为铜或铁质的，锁内有片状弹簧，利用钥匙与弹簧片的几何关系和弹力作用利用钥匙与弹簧片的几何关系和弹力作用来上锁和开锁。来上锁和开锁。1860年，美国人林纳斯年，美国人林纳斯 那鲁父子发明了机械弹子锁。原理是利用那鲁父子发明了机械弹子锁。原理是利用几个高低不同的弹子配以相应的钥匙打开几个高低不同的弹子配以相应的钥匙打开一把锁。它比木制门闩安全系数高，且耐一把锁。它比木制门闩安全系数高，且耐用。（有何不足？）用。（有何不足？）o不足：钥匙携带不便、丢失后开锁很麻烦、不足：钥匙携带不便、丢失后开锁很麻烦、易生锈、户开率高等。易生锈、户开率高等。3。电子控制的门锁（电子控制的门锁（20世纪世纪60年代）年代）o数字门锁数字门锁oIC卡门锁卡门锁电子控制的门锁（电子控制的门锁（20世纪世纪60年代）年代）o如数字密码锁：具有直接用门卡开门、反锁提醒、报警提示、开锁记忆等功能。o其流程是什么？锁体感应锁体感应锁内控制器启锁内控制器启动读卡程序动读卡程序读到有效读到有效卡卡启动电磁启动电磁开关，带开关，带动离合开动离合开门。门。读到无效读到无效卡卡发出提示发出提示无效无效功能介绍：功能介绍：o反锁提醒：若家中有人，门锁可预置反锁提醒，反锁提醒：若家中有人，门锁可预置反锁提醒，防止误把人反锁在里面。防止误把人反锁在里面。o提示报警：如插入的不是与电子锁相匹配的门卡，提示报警：如插入的不是与电子锁相匹配的门卡，锁会提示此卡不能使用；若多次插入此门卡，则锁会提示此卡不能使用；若多次插入此门卡，则可能有人存有不良动机，电子锁会自动报警。可能有人存有不良动机，电子锁会自动报警。o开锁记忆：在门卡中可输入使用期限的密码，当开锁记忆：在门卡中可输入使用期限的密码，当超过使用期后，失效的门卡就打不开门锁。例如：超过使用期后，失效的门卡就打不开门锁。例如：在旅馆住宿住宿的日期一到，旅客手中的电子门在旅馆住宿住宿的日期一到，旅客手中的电子门卡便打不开住房的门。通过电子计算机对锁内储卡便打不开住房的门。通过电子计算机对锁内储存信息的查阅，可正确地反映近期使用门卡开锁存信息的查阅，可正确地反映近期使用门卡开锁的时间。的时间。电子锁的不足？电子锁的不足？o造价高、修理麻烦等。造价高、修理麻烦等。o你认为未来的门锁会是怎样发展？你认为未来的门锁会是怎样发展？o查一查指纹锁，说出它的好处。查一查指纹锁，说出它的好处。o从以上案例可知，在人的需求不断从以上案例可知，在人的需求不断发展和生产水平不断提高的推动下，发展和生产水平不断提高的推动下，电子控制是从人工控制技术、机械电子控制是从人工控制技术、机械控制技术逐步发展而来的。控制技术逐步发展而来的。电子控制技术是运用电子电路电子控制技术是运用电子电路 实现控制功能的技术（应用）实现控制功能的技术（应用）o1。家用电器：只要接通电源，按下功能。家用电器：只要接通电源，按下功能开关，它就会按使用者的具体要求，自动开关，它就会按使用者的具体要求，自动地进行工作。在它内部安装了微电脑和各地进行工作。在它内部安装了微电脑和各种电子元器件，储存了根据人的需要而设种电子元器件，储存了根据人的需要而设计的各种工作方案。计的各种工作方案。o如：智能洗衣机能模拟人洗衣时的习惯，如：智能洗衣机能模拟人洗衣时的习惯，自动进行判断和处理，具有学习、记忆和自动进行判断和处理，具有学习、记忆和寻优的本领。寻优的本领。目前市场电子洗衣机分两类：目前市场电子洗衣机分两类：o1。电子程序控制的洗衣机。电子程序控制的洗衣机o只要按动面板上的功能键，洗衣机便可按只要按动面板上的功能键，洗衣机便可按照设定的洗衣程序完成清洗。照设定的洗衣程序完成清洗。目前市场电子洗衣机分两类：目前市场电子洗衣机分两类：o2。智能控制的洗衣机，它能。智能控制的洗衣机，它能o自动感知所洗衣物的重自动感知所洗衣物的重o量，能根据衣物上污垢量，能根据衣物上污垢o的程度，自动加注水、的程度，自动加注水、o洗衣剂，并能从洗衣洗衣剂，并能从洗衣o的水流中检测衣物是的水流中检测衣物是o否完成洗涤。否完成洗涤。应用应用2：生产流水线：生产流水线o轧钢生产环境温度相当高，轧钢生产环境温度相当高，o工人劳动强度大，图中热轧工人劳动强度大，图中热轧o钢生产线采用的是电子控制钢生产线采用的是电子控制o全生产流水线，已经看不到全生产流水线，已经看不到o工人在生产现场的情景。工人在生产现场的情景。应用应用2：生产流水线：生产流水线o生产流水线是技术管理上的重大创新，促生产流水线是技术管理上的重大创新，促进了生产率大幅度提高。但早期出现的生进了生产率大幅度提高。但早期出现的生产线采用的是一种人工分工和合作的密集产线采用的是一种人工分工和合作的密集性生产方式，到了近代，由于电子控制技性生产方式，到了近代，由于电子控制技术的发展，出现了自动化生产流水线。术的发展，出现了自动化生产流水线。应用应用3：工业化的农业温室：工业化的农业温室o主要利用智能化温室生产蝴蝶兰系列的高主要利用智能化温室生产蝴蝶兰系列的高档兰花，其温室配制了自动降温系统、内档兰花，其温室配制了自动降温系统、内循环系统、自动加温系统、自动加湿系统、循环系统、自动加温系统、自动加湿系统、自动调光系统、自动灌溉系统、自动施肥自动调光系统、自动灌溉系统、自动施肥系统等系统等7项高科技配置体系，使蝴蝶兰生项高科技配置体系，使蝴蝶兰生产实现了专业化、标准化、工业化。产实现了专业化、标准化、工业化。青岛金卉高青岛金卉高档花卉生产档花卉生产 应用应用4：长长“眼睛眼睛”的导弹的导弹o“响尾蛇响尾蛇”导弹是机载导弹是机载空对空截击导弹，它利空对空截击导弹，它利用红外线传感器来发现用红外线传感器来发现目标，发射后就可立即目标，发射后就可立即锁定攻击目标。这一性锁定攻击目标。这一性能使飞行员可以专注于能使飞行员可以专注于自己的工作，而让导弹自己的工作，而让导弹自己完成攻击任务。自己完成攻击任务。应用应用3：巡航导弹：巡航导弹o它利用全球卫星定位系统，对攻击目标的它利用全球卫星定位系统，对攻击目标的地理位置和导弹飞经的沿途地形进行精确地理位置和导弹飞经的沿途地形进行精确测量，并将这些信息输入弹载的微型电脑测量，并将这些信息输入弹载的微型电脑中。导弹在飞行途中将它与实际所显示的中。导弹在飞行途中将它与实际所显示的地形进行精密对比，从而控制飞行方向、地形进行精密对比，从而控制飞行方向、路线、速度、离地高度。使它变得路线、速度、离地高度。使它变得“十分十分聪明聪明”。据称，。据称，“战斧战斧”式导弹命中率距式导弹命中率距离离2000km以内的目标误差不超过以内的目标误差不超过10m。问题：该不该采用监视器？o某居民小区，由于有少数居民随意从窗口某居民小区，由于有少数居民随意从窗口向外丢弃垃圾等杂物，造成破坏环境、影向外丢弃垃圾等杂物，造成破坏环境、影响居民卫生和人身安全等问题。有人提出响居民卫生和人身安全等问题。有人提出对居民楼窗口进行电子摄像监控，但有人对居民楼窗口进行电子摄像监控，但有人对此表示反对。对此表示反对。o你认为呢？你认为呢？复习复习o控制技术：控制技术：是人们为了使事物按照是人们为了使事物按照所希望的方式沿着某一确定的方向所希望的方式沿着某一确定的方向发展所使用的手段或方法。发展所使用的手段或方法。电子控制系统电子控制系统o以电子技术为核心的控制系统。以电子技术为核心的控制系统。o这个系统中，有电阻，电感，电容等元件这个系统中，有电阻，电感，电容等元件和二极管，三极管，集成电路（和二极管，三极管，集成电路（ICIC）等电）等电子器件，它们相互作用，相互依赖，形成子器件，它们相互作用，相互依赖，形成一个整体，以实现控制目的。一个整体，以实现控制目的。被控量被控量和和被控对象被控对象是电子控制技是电子控制技术中重要概念术中重要概念o如上面的案例：被控对象是居民楼如上面的案例：被控对象是居民楼o 被控量是住户扔东西被控量是住户扔东西o再如：电饭锅（智能）具有煮饭、保温、再如：电饭锅（智能）具有煮饭、保温、定时、显示温度等功能，它是靠电子控制定时、显示温度等功能，它是靠电子控制技术实现控制的，属于电子控制系统。技术实现控制的，属于电子控制系统。o电饭锅（普通）具有煮饭、保温等功能，电饭锅（普通）具有煮饭、保温等功能，它是靠双金属片进行控制的，属于机械控它是靠双金属片进行控制的，属于机械控制系统，不属于电子控制系统。制系统，不属于电子控制系统。电子控制系统是通过控制器来实现电子控制系统是通过控制器来实现控制的（被控对象和被控量）控制的（被控对象和被控量）o如：电子调光台灯系统如：电子调光台灯系统灯泡灯泡是被控对是被控对象；象；灯光亮度灯光亮度是被控量。我们通过控是被控量。我们通过控制器（调光电子电路）对灯泡进行控制器（调光电子电路）对灯泡进行控制，实现灯光亮度的调节。制，实现灯光亮度的调节。o遥控小车。它是通过遥控器对被控对遥控小车。它是通过遥控器对被控对象象（小车）（小车）进行控制，最终使被控量进行控制，最终使被控量（小车的速度和方向）（小车的速度和方向）得以改变。得以改变。作业练习：名名 称称被控对象被控对象被控量被控量电子系统电子系统理由理由普通电熨普通电熨斗斗熨斗的底熨斗的底板板温度温度否否双金属片双金属片控制温度控制温度普通电冰普通电冰箱箱智能电冰智能电冰箱箱冷藏室冷藏室温度温度否否双金属片双金属片控制温度控制温度是是核心是集核心是集成电路成电路冷藏室冷藏室温度温度电子控制系统的电子控制系统的优点优点o热气球和宇宙飞船热气球和宇宙飞船o目前，热气球的最高度飞行记录约为目前，热气球的最高度飞行记录约为40km，飞行，飞行12h后在距离起飞地点约后在距离起飞地点约250km处降落，找落点严重偏离预定地处降落，找落点严重偏离预定地点，飞行员需抵御点，飞行员需抵御-26度的低温和近似真度的低温和近似真空的大气压及恶劣气候。空的大气压及恶劣气候。o“神州五号神州五号”飞船用电子控制系统，变飞船用电子控制系统，变轨后飞行的轨道距地球轨后飞行的轨道距地球343km，在太空，在太空中约每中约每90min绕地球一圈，其间经受绕地球一圈，其间经受180度的温差。其实际落点距离预定降度的温差。其实际落点距离预定降落点仅有落点仅有4.8m。电子控制系统的电子控制系统的优点优点o伽玛刀伽玛刀：古时有华佗为曹操治脑病，：古时有华佗为曹操治脑病，o需开颅方可。曹操疑其别有用心而需开颅方可。曹操疑其别有用心而o杀之。现代用电子控制刀杀之。现代用电子控制刀“伽玛刀伽玛刀”，o来却出脑内肿瘤。它以伽玛射线为来却出脑内肿瘤。它以伽玛射线为o能源，把肿瘤作为目标，用聚焦电能源，把肿瘤作为目标，用聚焦电o子技术将几条射线聚于一点形成高子技术将几条射线聚于一点形成高o能区，破坏肿瘤和病灶。它超越了能区，破坏肿瘤和病灶。它超越了o传统手术的局限，降低了手术的危传统手术的局限，降低了手术的危o险性，使患者避免感染和失血，且险性，使患者避免感染和失血，且o大大降低了对周围组织的损伤。大大降低了对周围组织的损伤。电子控制系统的电子控制系统的优点优点o红绿灯电子控制系统（智能）红绿灯电子控制系统（智能）o在路口停车线前一段距离内埋下环在路口停车线前一段距离内埋下环o形传感器，感应器将车在上面通过形传感器，感应器将车在上面通过o所产生的数据传输给交通信号控制所产生的数据传输给交通信号控制o系统，系统根据交叉路口车辆的通系统，系统根据交叉路口车辆的通o过情况指挥红路灯的自动切换。这过情况指挥红路灯的自动切换。这o样不但减轻了交警工作负担，而且样不但减轻了交警工作负担，而且o使城市交通通畅。使城市交通通畅。实践实践：o光电报警器光电报警器o教学步骤：教学步骤：1、用万用表、用万用表1K档测量光敏电阻的阻值，光照档测量光敏电阻的阻值，光照时电阻小，光不照电阻大。时电阻小，光不照电阻大。2、分析光控电路原理。分析光控电路原理。3、安装、安装接线。接线。4、接通电源试验：光、接通电源试验：光照时发光管不亮，用手捂住光照时发光管不亮，用手捂住光敏电阻，挡住光线，发光管亮，敏电阻，挡住光线，发光管亮，表示成功。表示成功。练习：结合生活经验，分析电练习：结合生活经验，分析电子控制系统的优点，填入下表子控制系统的优点，填入下表序号优点举例123