控制与设计,控制的手段与应用,控制系统的工作过程与方式,闭环控制系统的干扰与反馈,控制系统的设计与实施,复习提问P101练习3,自行车的制动系统由哪些部件构成？,刹车柄、刹车连杆、软钢丝、车闸、刹车橡皮等。,自行车的制动控制系统由上述多个部件构成，通过各部件的有机组合，达到制动目的。那么什么是控制系统呢？,控制系统,自行车传动系统由哪些部件构成？,脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮等,电风扇风速的档位,电 机 扇 叶,风 速,电风扇的风速控制,一、控制系统,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。,控制建立的是输入与输出之间的对应关系。,输出对应的是控制的目标， 输入与中间环节都是控制的手段,请指出下列控制系统中的输 入、输出分别是什么？,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,游泳池注水控制系统：,设定注入时间,游泳池的水位,（输入）,（输出）,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。,开环控制系统,案例分析（P103）：自动门的控制系统,红外装置检测人体热辐射发出信号,启动开门或关门,输入,输出,案例分析：水泵抽水控制系统,以前，农民种植庄稼，遇到干旱天气，给农田灌溉是件困难的事，有些地方只能“靠天吃饭”。现在，通过引水工程，采用水泵抽水进行灌溉，解决了农田灌溉的难题，告别了“靠天吃饭”的历史。,其控制系统的工作过程如下图所示：,通过上述两个案例可以看出，输入量决定输出量，但控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这就是开环控制系统。,对于开环控制系统，用方框图描述如下：,开环控制系统,自动门,自动门的控制系统,控制电路,电机,转动,红外装置 检测到人体热辐射发出的信号,门开/关,控制器,执行器,被控对象,被控量,控制量,输出量,输入量,输 入 量：使系统具有预定功能的量即给定量,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，如流过阀门水量。,被控对象：需要控制的装置或生产过程,输 出 量： 需要进行控制的量 ，也是控制系统的输出信号,大型音乐喷泉,公共汽车车门的开关控控制：公共汽车车门的开关控 制是气动控制司机操作开关装置，电流控制“电磁 阀”的启闭，通过电磁阀决定压缩空气的流向，最后 由压缩空气推动活塞开门或关门。,宾馆、酒店的自动叫醒服务是一个开环定时控制系统。 画出它的工作过程方框图。,探究：,P105第题,若因某原因使该系统计时比每小时快秒，那么系统能否自动调整？叫醒服务的时间是否准确？,不能，不准确！,P105第题,火灾自动报警系统由火灾探测器、现场报警部件和报警控制器组成。火灾探测器包括感烟探测器和感温探测器；现场报警部件包括警铃、讯响器、报警门灯等；报警控制器按显示方式的不同可分为数码显示和液晶汉显两种不同的类型。,探究：,睁开眼睛画,闭上眼睛画,小游戏,思考：闭上眼睛画与睁开眼睛画的区别在哪里？为什么？,1、闭着眼睛画： 人脑控制手画表情： 人脑手画表情 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（单向）。这种控制，称为开环控制。,分析原因：,人脑手画表情 | 2、睁着眼睛画： | 眼睛| 人脑控制手画表情，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，使得大脑准确精细的控制手去画好鼻子。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路。这种控制称为闭环控制。,闭环控制系统,1、什么是闭环控制系统？ 能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到控制处理部分，从而对系统的控制产生影响。,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）,案例分析：空调器温度控制系统,炎炎夏日，人们采取各种消暑措施消暑，空调是第一选择。那么，空调器是如何控制温度的呢？它的工作过程又如何呢？ 如设定温度为25oC，室内温度如果高于25oC，那么空调通过比较，控制电路发出信号促使压缩机进行工作；当温度达到设定温度时，控制电路发出信号，压缩机停止工作，风扇照常工作。因此，空调温度控制系统中有从输出端返回到输入端的信息反馈，它是闭环控制系统。,请根据空调器的工作过程，试画出其温度控制系统的方框图。,空调器温度控制系统方框图如下：,闭环控制系统,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。,简单闭环控制系统的方框图如下：,检测装置： 测量出被控量并返回到系统的输入端 比 较 器： 它将给定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。,闭环控制各环节的功能,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。,否,否,是,是,P107 练习,1、家用高压锅,安全阀上有一个重锤，它平时压在高压锅的排气孔上。当高压锅内温度升高时，锅内气体的压力增大，超过一定值时，南于锅内气体压力的作用，重锤被顶起 蒸汽不停地从排气孔向外冒，使高压锅内气体的压力下降到安全值范围内。,第2题、对于粮库的温度和湿度自动控制，一般采用闭环 控制系统，增设定时检测温度和湿度的装置，与 给定的温度和湿度值比较，当出现偏差时，相应 调节温度或湿度。方框图如下：,第3题、当压力过高时，蒸汽把横杆连同重锤顶起来，使 锅炉内的蒸汽通过排气孔排出，使压力降到限定 值。 横杆的作用：横杆使得重锤的位置可以调节，调 节重锤离左端的距离就改变了限制的压力值,