日常生活中的控制日常生活中的控制电灯的的控制电灯的的控制电灯的的控制电灯的的控制电路“ “开与关开与关开与关开与关” ”灯灯灯灯“ “亮与灭亮与灭亮与灭亮与灭” ”输入输入输入输入输出输出输出输出电风扇的控制电风扇的控制电风扇的控制电风扇的控制电路风速挡位风速挡位风速挡位风速挡位风速风速风速风速输入输入输入输入输出输出输出输出电机扇叶灯 电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来实现的。给电电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来实现的。给电风扇设定风速挡位，电机就以一定的转速带动扇叶转动，输出风扇设定风速挡位，电机就以一定的转速带动扇叶转动，输出预定的风速。风速挡位是该控制系统的输入，扇叶转动的风速预定的风速。风速挡位是该控制系统的输入，扇叶转动的风速是该控制系统的输出，一个挡位对应着一个风速。是该控制系统的输出，一个挡位对应着一个风速。 风速风速风速风速输出输出输出输出1.定义：定义： 任何一种控制的实现，都要通过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，称为就构成了一个系统，称为控制系统控制系统。控制系统的输出与输入之间有一控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系。定的对应关系。马上行动（马上行动（P102)P102)：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扇风速控制电风扇风速控制电风扇风速控制电饭煲电饭煲电饭煲电饭煲脱粒机脱粒机脱粒机脱粒机红外线自动水龙头红外线自动水龙头红外线自动水龙头红外线自动水龙头调速器或档位调速器或档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2、分类：分类：控控制制系系统统开环控制系统开环控制系统（open loop control system）闭环控制系统闭环控制系统（closed loop control system） 在游泳池注水控制系统中，如果进水管单位时间的在游泳池注水控制系统中，如果进水管单位时间的水流量一定，那么游泳池水位的高度与进水的时间是一水流量一定，那么游泳池水位的高度与进水的时间是一一对应的。我们就可以通过设定注水时间，使游泳池的一对应的。我们就可以通过设定注水时间，使游泳池的水位达到希望的高度。将注水的时间值（假设为水位达到希望的高度。将注水的时间值（假设为2 2小时）小时）设定到定时器中，开启进水阀注水，一旦时间到达，定设定到定时器中，开启进水阀注水，一旦时间到达，定时器就会通知进水阀门关闭，停止向游泳池注水。时器就会通知进水阀门关闭，停止向游泳池注水。 分析：分析： 游泳池的水位只受设定的注水的时间控制，这里，作为输游泳池的水位只受设定的注水的时间控制，这里，作为输入的设定的注水时间可以计算，称为输入量；作为输出的游泳入的设定的注水时间可以计算，称为输入量；作为输出的游泳池的水位可以用水面高度这样的量来计算，称为输出量。池的水位可以用水面高度这样的量来计算，称为输出量。 二、开环控制系统二、开环控制系统设定注设定注水的时水的时间间定定时时器器进进水水阀阀门门游游泳泳池池游泳池游泳池的水位的水位输入输入输出输出水流量水流量 用方框图表示游泳池控制系统用方框图表示游泳池控制系统案例分析：自动门的控制系统案例分析：自动门的控制系统自动门的动作过程是怎样的？自动门的动作过程是怎样的？当门口没有人时，门是关着的；当有人来门口当门口没有人时，门是关着的；当有人来门口时，门打开；当人离开门口后一段时间，门又时，门打开；当人离开门口后一段时间，门又关闭。关闭。自动门的功能和技术要求：自动门的功能和技术要求：功能：无人时，常关；有人时，开门功能：无人时，常关；有人时，开门技术要求：当人距门技术要求：当人距门1m时，门即打开；门打开时，门即打开；门打开后，延时后，延时10s后关门后关门自动门如何实现自动开、关的呢？自动门如何实现自动开、关的呢？电机电机电机电机自动门自动门自动门自动门控制电路控制电路控制电路控制电路门的开启门的开启门的开启门的开启与关闭与关闭与关闭与关闭人体人体人体人体热辐射热辐射热辐射热辐射转动转动转动转动电机控制电路红外传感器控制器控制器控制器控制器执行器执行器执行器执行器控制量控制量控制量控制量红外传感器红外传感器红外传感器红外传感器2 2、特征：特征： 系统的输出量系统的输出量仅受仅受输入量控制，输入量到输出量输入量控制，输入量到输出量之间的信号是之间的信号是单向传递单向传递。1 1、定义：定义： 控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制称为这种控制称为开环控制系统开环控制系统。被控对象被控对象执行器执行器控制器控制器输入量输入量控制量控制量输出量输出量简单开环控制系统的方框图简单开环控制系统的方框图控制器：即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。控制器：即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：即直接对被控对象进行控制的装置或元件。执行器：即直接对被控对象进行控制的装置或元件。控制量：即执行器的输出信号。控制量：即执行器的输出信号。输入量：即控制系统的给定量。输入量：即控制系统的给定量。输出量：即控制系统所要控制的量。输出量：即控制系统所要控制的量。被控对象：即控制系统中所要求控制的装置和生产过程。被控对象：即控制系统中所要求控制的装置和生产过程。归纳总结归纳总结练习自动晾衣架的控制过程，画出方框图。传传感感器器控控制制板板电电机机晾晾衣衣架架天气天气信号信号衣架衣架晾出晾出或收或收回回1 1、游泳池注水或楼顶水箱注水，时间到了可、游泳池注水或楼顶水箱注水，时间到了可是有时水满了，有时却未满，怎么办？是有时水满了，有时却未满，怎么办？游泳池的注水控制游泳池的注水控制定时器定时器设定注水的时间设定注水的时间进水阀门进水阀门游泳池游泳池游泳池的水位游泳池的水位水流量水流量1.1.人工控制人工控制2.2.定时器控制定时器控制定时器注水控制有什么缺点？定时器注水控制有什么缺点？定时器注水控制有什么缺点？定时器注水控制有什么缺点？游泳池的注水控制的改进游泳池的注水控制的改进水位检测装置水位检测装置控制器控制器进水阀门进水阀门游泳池游泳池实际水位实际水位水流量水流量控制器控制器检测装置检测装置+ +- -设定水位设定水位游泳池的注水两种控制方式的比较游泳池的注水两种控制方式的比较给定水位给定水位进水阀门进水阀门游泳池游泳池实际水位实际水位水流量水流量控制器控制器检测装置检测装置+ +- -定时器定时器设定注水的时间设定注水的时间进水阀门进水阀门游泳池游泳池游泳池的水位游泳池的水位水流量水流量开环控制系统开环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统控制器控制器控制器控制器执行器执行器执行器执行器被控对象被控对象被控对象被控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干扰信号干扰信号干扰信号干扰信号+ + + +反馈环节反馈环节反馈环节反馈环节- - - -把系统的输出量返回到输入并对控制过把系统的输出量返回到输入并对控制过程产生影响的控制系统称为程产生影响的控制系统称为闭环控制系统闭环控制系统。案例：炮弹的控制系统案例：炮弹的控制系统 在这炮弹的控制系统中有两种情况：在这炮弹的控制系统中有两种情况： 一种是一种是不进行调整不进行调整只是按设定的距离开炮，没有因素影响只是按设定的距离开炮，没有因素影响可以打中对方，但要是有干扰或者有其它因素影响那就打不中可以打中对方，但要是有干扰或者有其它因素影响那就打不中对方了，达不到目的。对方了，达不到目的。 另一种是另一种是加了一个（侦察兵）加了一个（侦察兵）把控制系统的输出量（炮弹把控制系统的输出量（炮弹落的位置）返回到输入端（大炮到对方距离）进行比较，并对落的位置）返回到输入端（大炮到对方距离）进行比较，并对控制进行调整的环节，使能准确打中对方。控制进行调整的环节，使能准确打中对方。案例：台灯案例：台灯普通台灯的控制系统普通台灯的控制系统普通台灯只是开灯就亮，非常简单普通台灯只是开灯就亮，非常简单, ,但是亮度不能自动调节。但是亮度不能自动调节。可调台灯的控制系统可调台灯的控制系统可调台灯亮度可调，它通过人的眼睛不断检测灯的亮度，可调台灯亮度可调，它通过人的眼睛不断检测灯的亮度，并与人眼睛感觉舒适的亮度进行对比而进行调整，使之达到并与人眼睛感觉舒适的亮度进行对比而进行调整，使之达到人想要的亮度。人想要的亮度。这两台台灯在控制中有什么不同这两台台灯在控制中有什么不同? ?闭环控制在日常生活中应用举例闭环控制在日常生活中应用举例 (1)(1)电热水壶的温度控制电热水壶的温度控制(2)(2)电热器的温度控制电热器的温度控制(3)(3)饮水机的温度控制饮水机的温度控制(4)(4)马桶水位控制马桶水位控制(5)(5)空调器的温度控制空调器的温度控制(6)(6)太阳能热水器的温度控制太阳能热水器的温度控制(7)(7)电冰箱的温度控制电冰箱的温度控制2、电冰箱的温度控制系统（属于闭环控制系统）、电冰箱的温度控制系统（属于闭环控制系统）温度计温度计温度温度设定设定温度温度控制控制器器制冷制冷装置装置温度值温度值检测装置检测装置比较器比较器设定设定声音声音分贝分贝控制控制电路电路灯泡灯泡计时器计时器灯光灯光时间时间1、走道路灯的声光控制系统（开环）、走道路灯的声光控制系统（开环）小结小结控控制制系系统统开环开环闭环闭环控制系统的输出量不对系统的控制产生控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响任何影响系统的输出量系统的输出量仅受仅受输入量控制，输入量输入量控制，输入量到输出量之间的信号是到输出量之间的信号是单向传递单向传递系统的输出量返回到输入端并对控制过程系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响产生影响输出量到输入量之间的信号形成一个回路输出量到输入量之间的信号形成一个回路