高中通用技术42控制系统的工作过程与方式课件苏教版(教育精品).ppt

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1、2-4.2 控制系统的工作过程与方式控制系统的工作过程与方式回顾上节内容回顾上节内容什么是控制?控制有哪些手段?控制有哪些应用?在自行车传动控制系统中，它由上述多个个部件构在自行车传动控制系统中，它由上述多个个部件构成，通过各个部件的成，通过各个部件的有机组合有机组合，达到传动的目的。，达到传动的目的。1 控制系统 p102 控制系统：任何一种控制的实现，都要任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构成了通过若干个环节，这些环节就构成了一个系统，称为控制系统。一个系统，称为控制系统。控制系统的输出与输入有一定的对应关系。控制控制环节环节输出量输入量w控制系统的组成控制系统的组成控制器

2、控制器 执行器执行器 被控对象被控对象 反馈反馈 自行车传动控制系统自行车传动控制系统:脚踩的力脚踩的力(输入输入)脚蹬、曲柄、链轮、脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮中轴、链条、飞轮自行车行驶的速度自行车行驶的速度（输出）（输出）电风扇风速的挡位电风扇风速的挡位（输入）（输入）电机、扇叶电机、扇叶风速风速（输出）（输出）电风扇的风速控制系统电风扇的风速控制系统根据自行车行驶、电风扇转动具体的案例画出控制系统方框图：马上行动（马上行动（P102P102)：请指出下列控制系统：请指出下列控制系统中的输入、输出分别是什么？中的输入、输出分别是什么？控制系统控制系统输入输入输出输出电风扇风速控制电风

3、扇风速控制电饭煲电饭煲脱粒机脱粒机红外线自动水龙头红外线自动水龙头调速器或挡位调速器或挡位风扇的转速风扇的转速电源的电信号电源的电信号锅内的温度锅内的温度电源的电信号电源的电信号脱粒的量脱粒的量人手的红外信号人手的红外信号人手的红外信号人手的红外信号水龙头的出水量水龙头的出水量水龙头的出水量水龙头的出水量思考思考:控制系统的工作过程是怎么样的控制系统的工作过程是怎么样的?控制系统的分类：控制系统的分类：按照系统的控制方式分为开环控制系统、闭按照系统的控制方式分为开环控制系统、闭环控制系统环控制系统按照系统功能分为温度控制、压力控制、按照系统功能分为温度控制、压力控制、位置控制位置控制按照系统性

4、能分为：线性系统和非线性系统、连续系统和离散系统、定常系统和时变系统、确定系统和不确定系统等控制环节控制环节 输入输入输出输出控制环节控制环节反馈环节反馈环节输出输出 输入输入开环控制系统闭环控制系统控制系统通常分为开环控开环控制系统制系统与闭环控制系统闭环控制系统电源、导线、开关电源、导线、开关 电流电流 LEDLED亮、灭亮、灭(输入输入)(输出输出)大脑、手、水龙头大脑、手、水龙头 期望流量期望流量实际流量实际流量眼睛眼睛(输入输入)(输出输出)小游戏小游戏有两脸，有两脸，“四官俱全四官俱全”，没有鼻子。，没有鼻子。请同学来请同学来“填填”鼻子，一次，睁着眼睛画，鼻子，一次，睁着眼睛画，

5、另一次闭着眼睛画。另一次闭着眼睛画。两次最大的不同在哪里两次最大的不同在哪里?1 1、闭着眼睛画：、闭着眼睛画：开环控制人脑控制手画鼻子：人脑人脑控制手画鼻子：人脑人脑控制手画鼻子：人脑人脑控制手画鼻子：人脑手手手手画鼻子画鼻子画鼻子画鼻子控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以修正、调节。是个单程的控制流向。这种控制，称修正、调节。是个单程的控制流向。这种控制，称修正、调节。是个单程的控制流向。这种控制，称修正、调节。是个单程的控制流向。这种控制，称为开环控

6、制。为开环控制。为开环控制。为开环控制。分析原因：分析原因：2 2、睁着眼睛画：、睁着眼睛画：闭环控制 人脑控制手画鼻子，在此过程中，眼睛可以把手的人脑控制手画鼻子，在此过程中，眼睛可以把手的人脑控制手画鼻子，在此过程中，眼睛可以把手的人脑控制手画鼻子，在此过程中，眼睛可以把手的位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精细的控制手去画好鼻子。控制过程中有反馈环节可细的控制手去画好鼻子。控制过程中有反馈环节可细的控制手去画好鼻子。控制过程中有反馈环节可细的控制手去

7、画好鼻子。控制过程中有反馈环节可以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回路。这种控制称为闭环控制。路。这种控制称为闭环控制。路。这种控制称为闭环控制。路。这种控制称为闭环控制。人脑人脑人脑人脑手手手手画鼻子画鼻子画鼻子画鼻子|眼睛眼睛眼睛眼睛|2 开环控制系统什么是开环控制系统 控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统，称为开环控制系统。游泳池的定时注水控制系统 p1032 开环控制系统定时器定时器进水阀门进水阀门游泳池游泳池水流量水流量水流量水流

8、量设定注水时间设定注水时间设定注水时间设定注水时间游游游游泳泳泳泳池池池池的的的的水水水水位位位位 在控制系统中，为了分析的方便，常采用常采用方框来表示系统的环节，用单向信号线来表方框来表示系统的环节，用单向信号线来表示系统信号传递的方向示系统信号传递的方向，这种图称为控制系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。开环控制系统的方框图：2 开环控制系统 p104控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象给定值给定值给定值给定值被控量被控量被控量被控量控制量控制量控制量控制量概念概念给定量(输入量)期望值对控制对象所产生作用控制器发出控制命令的装置或元件被控对象-命

9、令的作用对象被控量(输出量)控制系统所要控制的量,也是控制系统的输出信号控制量执行器-直接对被控对象进行控制的装置或元件案例分析：自动门的控制系统p103控制控制电路电路电机电机自动门自动门转动转动转动转动红外装置红外装置红外装置红外装置是否检测是否检测是否检测是否检测到人体热到人体热到人体热到人体热辐射发出辐射发出辐射发出辐射发出的信号的信号的信号的信号门的开门的开门的开门的开/关关关关控制器执行器 被控对象被控量控制量案例分析：水泵抽水控制系统p104电机电机水泵水泵水管水管水流量水流量水流量水流量接通电源接通电源接通电源接通电源出水量出水量出水量出水量控制器执行器 被控对象被控量控制量开

10、环控制系统，信号的传递是单向的。转速转速画出控制系统的组成方框图开关电源LED按动LED开关亮或灭电流量案例分析输入量输入量控制器控制器执行器执行器控制量控制量被控对象被控对象输出量输出量列举你所知道的开环控制系统列举你所知道的开环控制系统，并画出方框图并画出方框图。1.普通家用电饭煲的煮饭控制普通家用电饭煲的煮饭控制 开环控制开环控制 p104通电信号通电信号开关开关加热盘加热盘内锅内锅温度升高温度升高（煮饭）（煮饭）温度温度2.2.公共汽车车门控制是公共汽车车门控制是开环控制开环控制输入输入(开开/关关)开关开关传动装置传动装置执行活塞执行活塞车门车门状态开/关1.宾馆、酒店的自动叫醒服务

11、控制系统。宾馆、酒店的自动叫醒服务控制系统。2.火灾自动报警控制系统。火灾自动报警控制系统。客客人信息人信息房号时间房号时间设置电设置电脑程序脑程序计计算机算机拨号装置拨号装置电话机电话机铃声铃声叫醒叫醒烟雾烟雾信号信号烟雾烟雾探测器探测器报警报警电路电路报警报警部件部件报警报警信号信号小组讨论：小组讨论：在你身边你见到的开环控制系统有哪些？在你身边你见到的开环控制系统有哪些？例例:电子门铃的开环电子控制系统电子门铃的开环电子控制系统w电子锁(汽车,电动车)w 自动路灯w声控门w闹钟定时控制系统、闹钟定时控制系统、3 闭环控制系统游泳池水位控制系统检测装置检测装置控制器控制器进水阀门进水阀门游

12、泳池游泳池给定水位给定水位给定水位给定水位水流量水流量水流量水流量比较器比较器比较器比较器游游游游泳泳泳泳池池池池水水水水位位位位闭环控制系统 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。闭环控制系统的方框图如下：3 闭环控制系统检测装置检测装置控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象给定值给定值给定值给定值被控量被控量被控量被控量控制量控制量控制量控制量比较器比较器比较器比较器 与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个由检测装置检测装置组成的环节，构成一条闭合回路。闭合回路。空调器温度控制系统方框图如下：空调器温度控制系统方框图如下：设定温度设定温度设定温度设定温度比较器比较器

13、比较器比较器控控控控制制制制电电电电路路路路压压压压缩缩缩缩机机机机空空空空调调调调器器器器检测装置检测装置检测装置检测装置输出温度输出温度输出温度输出温度制冷量制冷量制冷量制冷量3 闭环控制系统课本（课本（P112）水箱的水位自动控制示意图）水箱的水位自动控制示意图给定水位给定水位给定水位给定水位比较器比较器比较器比较器控控控控制制制制器器器器进进进进水水水水阀阀阀阀门门门门水水水水箱箱箱箱检测装置检测装置检测装置检测装置水箱水位水箱水位水箱水位水箱水位水流量水流量水流量水流量 在工农业生产以及日常生活应用中，常常会需要对容在工农业生产以及日常生活应用中，常常会需要对容器中的液位（水位）进行

14、自动控制。比如自动控制水箱、器中的液位（水位）进行自动控制。比如自动控制水箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶的水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等。其系统都为一般的闭环控制系统。等。其系统都为一般的闭环控制系统。3 闭环控制系统穿针引线的动作过程也可看作是闭环控制系统p111线的位置线的位置线的位置线的位置大脑大脑手手针、线针、线眼睛眼睛线与孔针对准P106判断下列控制系统是否属于闭环控判断下列控制系统是否属于闭环控制系统，画出方框图。制系统，画出方框图。家用缝

15、纫机的缝纫速度控制系统家用缝纫机的缝纫速度控制系统属于开环控制系统属于开环控制系统脚踏板脚踏板传动装传动装置置缝纫缝纫机机脚踩的力脚踩的力脚踩的力脚踩的力缝纫转速缝纫转速缝纫转速缝纫转速走道灯的声光控制走道灯的声光控制系统系统声声-光光传传感器感器触点延时触点延时开关开关走道灯走道灯灯灯灯灯亮亮亮亮/灭灭灭灭有有/无无声声音音电冰箱的温度控制电冰箱的温度控制系统系统预预置置温温度度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箱箱箱箱内内内内温温温温度度度度温控器温控器热敏热敏电阻电阻制冷量制冷量制冷量制冷量课本（课本（P107P107）：工业锅炉是利用重锤）：工业锅炉是利用重锤进行压

16、力控制的，重锤挂在横杆上，杆的进行压力控制的，重锤挂在横杆上，杆的支点在最左端，中间是锅炉的排气孔。请支点在最左端，中间是锅炉的排气孔。请分析它是如何实现压力控制的，横杆的作分析它是如何实现压力控制的，横杆的作用是什么。用是什么。设定压力设定压力设定压力设定压力比较器比较器比较器比较器重重重重锤锤锤锤排排排排气气气气塞塞塞塞锅锅锅锅炉炉炉炉重锤重锤重锤重锤实际压力实际压力实际压力实际压力西罗的自动门水罐重锤祭坛祭坛点火点火庙门的庙门的开或关开或关转动轴庙门旋转量旋转量控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象给定值给定值给定值给定值被控量被控量被控量被控量控制量控制量控制量控制量2、开环控制系统

17、3、闭环控制系统反馈环节反馈环节控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象给定值给定值给定值给定值被控量被控量被控量被控量控制量控制量控制量控制量比较器比较器比较器比较器小结必记的知识点1、控制系统、开环控制系统、闭环控制系统的概念、控制系统、开环控制系统、闭环控制系统的概念归纳总结选择题1以下四个控制系统,哪个一定是闭环控制系统?()A.电冰箱 B.电灯 C.自动门 D.电梯2下面控制系统中不属于开环控制的有（）A.电风扇机械定时开关控制系统 B.电子门铃 C.自动门 D.空调温度控制系统08安徽学业水平测试分析题日光灯主要由启动器、镇流器、灯管三部分组成，请你分析日光灯的启动过程，以填空的形

18、式完成下列各题。1、日光灯的启动过程是一个控制系统，该控制系统是一个_(开环/闭环)控制系统。2、下图是日光灯的启动过程控制系统方框图，在各括号中填写相应部分的名称。控制器控制器（）执行器执行器（）被控被控对象对象输入量（）输入量（）输入量（）输入量（）被控量（被控量（被控量（被控量（）控制量控制量控制量控制量能力展示画出控制系统方框图画出控制系统方框图）档位控档位控制电路制电路电动机电动机扇叶扇叶按动档位开关风速转动转动大脑手笔期望落点实际落点力、方向力、方向眼睛练习w根据开环电子控制系统和闭环控制系统的区别进行分析、根据开环电子控制系统和闭环控制系统的区别进行分析、判断，在你认为正确的表格中打判断，在你认为正确的表格中打开环电子开环电子控制系统控制系统闭环电子闭环电子控制系统控制系统电子表电子表电取暖系统电取暖系统空调空调程序控制洗衣机程序控制洗衣机台灯台灯智能洗衣机智能洗衣机电热水器