控制与设计2014.3复习.pptx

章节章节考点细化考点细化考试说明中对应的内容和要求考试说明中对应的内容和要求4.14.1控制的含义控制的含义控制的含义（控制的含义（）控制的应用控制的应用控制的应用（控制的应用（）控制的手段控制的手段控制的手段（控制的手段（）4.24.2开环控制系统开环控制系统开环控制系统的基本组成和工作过程（开环控制系统的基本组成和工作过程（）闭环控制系统的基本组成闭环控制系统的基本组成闭环控制系统的基本组成和工作过程（闭环控制系统的基本组成和工作过程（）闭环控制系统的工作过程闭环控制系统的工作过程控制系统的反馈控制系统的反馈控制系统的反馈（控制系统的反馈（）控制系统的方框图控制系统的方框图控制系统的方框图（控制系统的方框图（）控制系统的干扰因素控制系统的干扰因素控制系统的干扰因素（控制系统的干扰因素（）功能模拟方法和黑箱方法功能模拟方法和黑箱方法功能模拟方法和黑箱方法（功能模拟方法和黑箱方法（）4.34.3开环控制系统的设计开环控制系统的设计控制系统方案的设计（控制系统方案的设计（）闭环控制系统的设计闭环控制系统的设计知识点梳理知识点梳理第1页/共35页理解控制现象，需要明确：（1）控制的对象是什么？（2）控制要达到什么目的？（3）采取什么控制手段？请举例说明。控制：为了实现控制：为了实现一定的目的一定的目的，人们采用一定的，人们采用一定的手段手段使使事物事物朝期望的方向发展。朝期望的方向发展。第2页/共35页人工控制控制过程是在人的直接干预和全程干预下进行的。自动控制自动控制指在指在无人直接参与无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行。按照期望的方向进行。手动空调手动空调只能手动对冷/热风的温度和风量进行粗略的分级调节，不能设定车内空调的具体温度。自动空调自动空调可以根据已设定的温度，自动调节从而保持车内温度的恒定。另外自动空调有自检装置，可以及早发现故障隐患。人工控制和自动控制人工控制和自动控制第3页/共35页u按照执行部件的不同，控制可分为：机械控制气动控制液压控制电子控制第4页/共35页控制系统控制系统的控制系统的输入输入与与输出输出之间有一定的对应关系之间有一定的对应关系控制系统输入量输出量训练训练1：要为游泳池注水，使游泳池达到一定水位，：要为游泳池注水，使游泳池达到一定水位，你有那些方法？分别采取了什么控制手段？你有那些方法？分别采取了什么控制手段？123第5页/共35页游泳池注水方式游泳池注水方式1 通过通过人工控制人工控制进水阀来控制注水，从而进水阀来控制注水，从而使游泳池达到一定水位。使游泳池达到一定水位。人工控制人工控制第6页/共35页游泳池注水方式游泳池注水方式2 如果进水管的进水量是均匀的，游泳池中的水位高度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，通过定时器定时器来控制注水过程（时间），从而使游来控制注水过程（时间），从而使游泳池达到一定水位。泳池达到一定水位。（输出）（输出）设定注入时间定时器游泳池的水位（输入）（输入）进水阀游泳池流水量流水量开环控制系统开环控制系统第7页/共35页开环控制系统 被控对象执行器控制器输入量控制量输出量控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。开环控制系统的特征：系统的输出量仅受输入量的控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递。控制控制电路电路电动机电动机(执行器）执行器）门门（被控（被控对象）对象）输入输入输出输出传感器检测传感器检测的红外信号的红外信号开开/关关第8页/共35页水位自动控制水位自动控制控制器控制器阀门阀门水箱水箱给定水位给定水位浮球浮球实际水位进水量进水量闭环控制系统 第9页/共35页闭环控制系统 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称为闭环控制系统。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称为闭环控制系统。给定量给定量被控量被控量控制量控制量控制器控制器执行器执行器被控对象被控对象检测装置上图中，检测装置测量出被控量并返回到系统的输入端；是比较器，它将所给量与所检测的被控量进行比较，求出偏差值；控制器将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达控制指令。执行器根据指令对被控对象进行控制，从而使被控量稳定在一定范围内。第10页/共35页2013.3高考第14题1、如图所示为3G无线防盗报警器，能360旋转摄影，当有窃贼入侵时，能自动摄影并向主人手机发送视频报警。该控制系统的控制手段和控制方式属于（）A.手动控制、开环控制B.自动控制、开环控制C.自动控制、闭环控制D.手动控制、闭环控制第11页/共35页2013.9高考第14题2、如图所示的金属探测门，当有人携带金属制品通过时，探测门即发出声音报警。该报警控制系统的控制手段和控制方式属于A.手动控制、开环控制B.自动控制、开环控制C.自动控制、闭环控制D.手动控制、闭环控制第12页/共35页2012.3高考第14题3、如图所示是一款太阳能饭盒，每个饭盒都有独立的温度控制系统，当饭煮熟后，自动进入保温状态，该饭盒温度控制系统的控制手段和控制方式属于A.手动控制、开环控制B.自动控制、闭环控制C.自动控制、开环控制D.手动控制、闭环控制第13页/共35页2011.3高考第18题4、如图所示为一款具有保温功能的电水壶，按下保温按钮，能将水温保持在设定值，该保温控制系统的控制手段和控制方式属于A.自动控制、闭环控制B.自动控制、开环控制C.手动控制、闭环控制D.手动控制、开环控制第14页/共35页5、如图所示为一款婴幼儿耳测温度计，它有一个声光警报装置，当测得温度高于37。5度时，就会发出嘟嘟声闪烁。这个温度报警系统的控制方式属于A、手动控制、开环控制B、自动控制、开环控制C、自动控制、闭环控制D、手动控制、闭环控制2010.9高考第18题第15页/共35页6、如图所示为一款双缸洗衣机。洗衣时，将定时器旋钮旋转到设定时间位置，洗衣机在定时器控制下开始工作，直到定时器回到零位，洗衣机才停止工作。该过程的控制属于A.手动控制、开环控制B.自动控制、开环控制C.自动控制、闭环控制D.手动控制、闭环控制2010.3高考第18题第16页/共35页7、小明发现学校路灯有时由于没有及时关闭而浪费用电，为此他设计了一个控制方案，能够在天亮时关闭，天暗后打开。该控制系统应该属于A.自动控制的闭环控制系统B.自动控制的开环控制系统C.手动控制的闭环控制系统D.手动控制的开环控制系统2009.3高考第20题第17页/共35页问题：各元件的作用是什么？什么样的元件能作为控制器、执行器？被控对象执行器控制器输入量控制量输出量第18页/共35页对各环节的理解：输入量：控制系统的给定量。控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件控制量：执行器的输出信号。被控对象：控制系统中所要控制的装置或生产过程。输出量：控制系统所要控制的量。被控对象执行器控制器输入量控制量输出量第19页/共35页开环控制系统 控制控制电路电路电动机电动机(执行器）执行器）门门（被控（被控对象）对象）输入输入输出输出传感器检测传感器检测的红外信号的红外信号开开/关关（输出）（输出）设定注入时间定时器游泳池的水位（输入）（输入）进水阀游泳池流水量流水量第20页/共35页控制器控制器阀门阀门水箱水箱给定水位给定水位浮球浮球进水量进水量设设定定的的温温度度控制电路控制电路制冷装置制冷装置空调房空调房房房 内内实实 际际温度温度空调测温装置空调测温装置制冷量制冷量比较器比较器实际水位第21页/共35页电冰箱的温度控制系统电冰箱的温度控制系统控制控制电路电路电机电机-压压缩器组缩器组电冰箱电冰箱制冷量制冷量制冷量制冷量箱箱内内温温度度预预置置温温度度检测装置检测装置（热敏电阻）（热敏电阻）第22页/共35页空调器温度控制系统方框图：空调器温度控制系统方框图：设设 定定 的的温度温度控制电路控制电路制冷装置制冷装置空调房空调房房房 内内实实 际际温度温度空调测温装置空调测温装置制冷量制冷量比较器比较器n控制器是控制电路或控制温控装置控制器是控制电路或控制温控装置n执行器是制冷或制热装置执行器是制冷或制热装置n控制对象是控制对象是“容器容器”n检测器是检测温度改变的装置检测器是检测温度改变的装置总结：温度控制型控制系统特点第23页/共35页常见的控制机械运动类控制系统位置电动机速度角度流体类控制系统水位阀门气压、液压开关类控制系统各类灯开关开关温度控制系统加热加热、降温装置冷却执行器第24页/共35页2013.9高考第15题电梯都配有超载报警系统，其工作原理是：传感器检测电梯的载重量，控制电路进行判断，若载重量超过设定值则接通电子开关，报警器发出声、光信号进行报警。关于该报警控制系统，下列说法中正确的是A.被控对象是电梯B.控制器是电子开关C.执行器是报警器D.输出量是有、无声光信号第25页/共35页2013.3高考第15题某校学生设置了雨天自动关窗装置，其工作原理是：下雨时，湿度传感器把检测到的雨水信号传给放大及处理电路，启动电动机关关闭窗户。关于这个控制系统，下列说法正确的是（）A.雨水信号是输出量B.控制器是电动机C.执行器是湿度传感器D.被控对象是窗户第26页/共35页2012.9高考第15题15.如图所示是一种风阻尼器，用于高层建筑应对台风。一个几百吨重的大铁球通过弹簧和液压装置安装在高层建筑物的中上部，当强风来袭时，该装置的传感器探测到建筑物的摇晃程度，通过计算机控制液压装置推动大铁球向反方向运动，从而降低建筑物的摇晃程度。若把大铁球作为被控对象，下列分裂中不正确的是A.输出入量是建筑物的摇晃程度B.控制器是计算机C.控制量是风力的大小D.输出量是大铁球的运动方向和速度第27页/共35页2012.3高考第19题如图所示是电热水器温度自动控制系统的示意图，当热电偶测到水温低于设定值，控制电路接通加热丝，加热储水箱中的水，使水温达到设定值，关于该控制系统的组成，下列说法中不正确的是A.被控对象是水箱中的水B.控制器是加热丝C.被控量是出水温度D.设定量是所要求的水温第28页/共35页2013.9高考第18题馆中的窗户可以自动开关，当馆内二氧化碳浓度超过设定值，控制电路控制液压装置开启窗户；当馆内二氧化碳浓度低于设定值，则自动关闭窗户。根据描述在窗户的开关控制系统方框图中“”处填写相应的内容。18.如图所示是杭州绿色建筑科技馆，集成了先进的建筑节能技术系统，其中包括：利用太阳能、风能、氢能的发电系统以及利用电梯升降过程中的势能进行发电的系统；雨水收集系统；不需耗能的日光照明系统；可以对空调、通风系统等进行智能控制的系统。第29页/共35页2013.3高考第18题18.如图所示为某单位大门的控制系统，具有门禁、对讲和考勤功能。职工进门时把手指放到指纹采集器中，经门禁控制器识别后控制电锁打开插销，进入大门后自动关闭，出门时，按出门按钮，门禁控制器直接控制电锁打开插销，外来人员通过门铃对讲机与室内人员联系，考勤机根据指纹信息进行考勤。（1 1）根据示意图及描述，分析职工进门时的系统控制过程，在方框图中填写相应内容。门禁控制器 插销打开第30页/共35页2012.3高考第18题25风力发电机运行时风轮对准风向才能获得最大风能，如图所示是风力发电机跟踪风向的控制系统示意图，风向测定装置将检测到的风向信号送给迎风控制装置与设定值比较，迎风控制装置根据角度偏差信号控制偏航电机运转，调整风轮角度，使风轮始终对准风向。（1）根据描述，在跟踪风向的控制系统方框中处填写相应的内容。第31页/共35页控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。干扰因素干扰因素设定的飞行航道飞机飞机手机信号手机信号实际的飞行航道第32页/共35页控制器控制器执行器执行器被控对象被控对象给定值给定值被控量被控量干扰因素干扰因素+检测装置检测装置-控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。第33页/共35页u闭环控制系统与开环控制系统的比较开环控制系统开环控制系统闭环控制系统闭环控制系统有无反馈有无反馈无无有有能否自动调能否自动调整和补偿整和补偿不能不能能能控制精度控制精度比较低比较低高高结构结构简单简单相对复杂相对复杂适用场合适用场合控制精度要求不高而控制精度要求不高而系统本身的元件又比系统本身的元件又比较稳定的场合较稳定的场合要求高精度和要求高精度和高可靠性的场高可靠性的场合合第34页/共35页感谢您的观看。第35页/共35页