控制与设计资料.pptx
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1、控制的含义 u人们按照自己的意愿或目的,通过一定的手段使事物向期望的目标发展,这就是控制。控制的对象是什么?控制要达到什么目的?采取什么控制手段?控制的三要素控制的三要素第1页/共54页1 1、投飞镖期望值大脑手飞镖镖靶落点2 2、骑自行车的控制过程睛眼期望值大脑肢体行驶方向自行车把第2页/共54页控制的手段 u控制人工干预的情形人工控制自动控制第3页/共54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。如如人工纺纱、打开普通自来水龙头、按键打开电灯、驾驶汽车等第4页/共54页自动控制指在无人直接参与的情况下,使事物 的变化准确地按照期望的方向进行。如数控机床、饮料自动装罐生产线、花房
2、恒温控制、十字路口红绿灯的转换等。太阳能路灯自动门第5页/共54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,电子控制等。机械控制气动控制液压控制电子控制第6页/共54页根据控制的过程与方式(2)开环控制(1)闭环控制能将控制结果(即比较量)反馈回来与希望值(即基准量)进行比较,并根据他们的误差及时调整控制作用的系统而不能将控制的结果反馈回来,影响控制的作用的系统第7页/共54页常见的开环控制系统常见的开环控制系统红绿灯定时控制系统、防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉红绿灯定时控制系统、防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统、红外线自
3、动门控制系统、普通电风扇风速控制系统、可调光台灯自动控制系统、红外线自动门控制系统、普通电风扇风速控制系统、可调光台灯控制系统等。控制系统等。常见的闭环控制系统常见的闭环控制系统n供水水箱的水位自动控制系统、加热炉的供水水箱的水位自动控制系统、加热炉的温度自动控制系统、花房温度控制系统、温度自动控制系统、花房温度控制系统、投篮、家用电饭锅保温控制系统、家用电投篮、家用电饭锅保温控制系统、家用电冰箱温度控制系统等。冰箱温度控制系统等。第8页/共54页 控制的应用自古就有,并在近代得到了迅速发展,它涉及到社会生活生产的各控制的应用自古就有,并在近代得到了迅速发展,它涉及到社会生活生产的各个领域。个
4、领域。控制的应用 第9页/共54页控制在军事、国防等领域也有着广泛的应用。控制在军事、国防等领域也有着广泛的应用。精密制导武器能够对目标进行精确攻击,火箭能将精密制导武器能够对目标进行精确攻击,火箭能将各种卫星准确送入太空轨道,各种卫星准确送入太空轨道,“神州神州”飞船遨游太飞船遨游太空、准确返回地面,嫦娥探月工程等等,控制起着空、准确返回地面,嫦娥探月工程等等,控制起着重要的作用。重要的作用。第10页/共54页 有人说“开环控制系统都是人工控制系统”,自动控制系统都是闭环控制系统你认为这一说法是否正确,试举例说明。自动门、声控灯、声控门。第11页/共54页开环控制系统 被控对象执行器控制器输
5、入量控制量输出量控制电路红外装置是否检测到人体的热辐射发出的信号门的开启或关闭电机自动门转速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。第12页/共54页开环控制系统的基本组成和工作过程任何一种控制的实现,都要通过若干个环节,这些环节就构成了一个系统,称为控制系统控制系统。(1 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。开环控制系统。(2 2)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。单向传递。(3)开环控制系统的方框图被控对象执行器控制器输入量控制量输出量控制系统的给定量对输入信号进行处理并发出控
6、制命令的装置或元件直接对被控对象进行控制的装置或元件执行器的输出信号控制系统中所要求控制的装置和生产过程控制系统所要控制的量第13页/共54页电机控制电路是否检测到人体热辐射发出的信号自动门门的开启或关闭转速进水阀门定时器设定注水的时间游泳池游泳池的水位水流量小结:流体类控制系统一般的执行器是阀门,被控对象是容器 小结:机械运动类控制系统一般的执行器是电动机 第14页/共54页设计一个家用窗帘简易控制电路,设计要求天亮时自动开启,天暗时自动关闭。请画出控制系统方框图。天亮天暗光检测控制电路电动机窗帘开启或关闭窗帘转速第15页/共54页现要求画出雨天自动关窗系统控制方框图是否有雨湿度传感器控制电
7、路电动机窗户开或关转速第16页/共54页闭环控制系统 控制系统的输出量返回到输入端对控制过程产生影响。闭环控制系统给定量被控量控制量控制器执行器被控对象检测装置第17页/共54页闭环控制系统的基本组成和工作过程(2 2)特征:系统的输出端与输入端信号之间存在一个回路反馈回路。反馈回路。(1 1)定义: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。闭环控制系统。(3)简单闭环控制系统的方框图被控对象执行器控制器控制量检测装置比较器-+给定量被控量室内空气室内空气 控制量 设定温度温度控制器室内温度压缩机温度检测装置比较器+-空调机 冷气或热气第18页/共54页1 1、投
8、飞镖期望值大脑手飞镖镖靶落点2 2、骑自行车的控制过程睛眼期望值大脑肢体行驶方向自行车把第19页/共54页命令发出者是:命令执行者是:执行的作用对象是:反馈环节是:1.“投掷飞镖投掷飞镖”过程的主要环节过程的主要环节大 脑飞 镖无肢 体(上臂和手)第20页/共54页命令发出者是:命令执行者是:执行的作用对象是:反馈环节是:大 脑肢 体(上臂和手)自行车把(转向子系统)眼 睛2.“骑自行车骑自行车”过程的主要环节过程的主要环节第21页/共54页描述性语言描述性语言概概 念念具体描述具体描述命令发出者命令发出者命令执行者命令执行者执行者作用对象执行者作用对象信息的反馈与作用信息的反馈与作用期望值、
9、目标值期望值、目标值对控制对象所产对控制对象所产生作用大小生作用大小被控实际目标量被控实际目标量给定量执行器被控对象反馈环节被控量 控制量(输入、输出)控制器大 脑肢 体飞镖、自行车眼 睛描述的语言、概念、具体描述的区别与联系肢体作用于飞镖、控制自行车的方向的量飞镖落点,自行车走的路线靶心、要走的路线第22页/共54页大脑大脑肢体肢体飞镖飞镖期望值期望值落点落点控制器控制器执行器执行器 被控对象被控对象“投掷飞镖投掷飞镖”过程的描述过程的描述给定量给定量被控量被控量控制量第23页/共54页“骑自行车骑自行车”过程的描述过程的描述给定量给定量被控量被控量控制量眼睛控制器控制器执行器执行器 被控对
10、象被控对象反馈环节大脑大脑肢体肢体自行车自行车期望值期望值走的方向走的方向比较器第24页/共54页框图表示框图表示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1 1、开环、开环2 2、闭环、闭环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第25页/共54页练习:用方框图将下面的几个控用方框图将下面的几个控制系统表示出来。制系统表示出来。第26页/共54页1 1、供水水、供水水箱的水位自箱的水位自动控制系统动控制系统浮球浮
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