控制系统的工作过程与方式课件.ppt

1、二、控制系统的工作二、控制系统的工作过程与方式过程与方式学习目标学习目标1 1、分析典型案例，明确什么是系统。、分析典型案例，明确什么是系统。2.2.知道反馈在电子控制系统中的作用知道反馈在电子控制系统中的作用3.3.知道开环电子控制系统和闭环电子控知道开环电子控制系统和闭环电子控制系统的区别制系统的区别,会用方框图分析生活中会用方框图分析生活中常见电子控制系统找出原理常见电子控制系统找出原理.1 1、控制系统、控制系统 自行车行驶速度的控制：自行车行驶速度的控制：脚踩的力脚踩的力 脚蹬、曲柄、链轮、脚蹬、曲柄、链轮、自行车行驶的速度自行车行驶的速度（输入）（输入）中轴、链条、飞轮中轴、链条、

2、飞轮 (输出输出)电风扇的风速控制电风扇的风速控制:电风扇风速的挡位电风扇风速的挡位 电机、扇叶电机、扇叶 风速风速 (输入输入)(输出输出)什么叫控制系统什么叫控制系统:任何一种控制的实现任何一种控制的实现,都要通过若干个环节都要通过若干个环节,这些环节就这些环节就构成了一个系统构成了一个系统,称为控制系统称为控制系统.控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系.输入输出电饭煲 电源电信号 锅内的热量 脱粒机电源电信号 脱粒机的转速 红外水龙头人手的红外线信号 水龙头出水量 控制系统通常分为开环控制系统和闭环控制系统控制系统通常分为开环控制系统和闭环控制

3、系统一、开环控制系统一、开环控制系统1 1、什么是开环控制系统、什么是开环控制系统 如果控制系统的如果控制系统的输出结果对系统的控制没输出结果对系统的控制没有影响有影响，也就是被控量的变化不会引起控制量，也就是被控量的变化不会引起控制量的改变，即没有反馈。的改变，即没有反馈。输入输入被控对象被控对象输出输出控制控制(处理处理)信息信息游泳池注水控制系统游泳池注水控制系统P103P103 定时器定时器进水阀门进水阀门游泳池游泳池设定注水时间设定注水时间 水流量水流量 游泳池水位游泳池水位 (输入输入)()(输出输出)自动门的控制系统自动门的控制系统P103 控制电路控制电路 电机电机 自动门自动

4、门红外线信号红外线信号 转动转动 门的开启或关闭门的开启或关闭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：1、红绿灯定时控制系统。2、防盗报警控制系统3、火灾自动报警系统4、公园音乐喷泉自动控制系统、公园音乐喷泉自动控制系统2 2、开环控制系统的组成方框图、开环控制系统的组成方框图在控制系统中，为了分析方便，常采用在控制系统中，为了分析方便，常采用方框方框来表示系统的来表示系统的环节环节，用，用单向信号线单向信号线来表示系统信号传递的来表示系统信号传递的方向方向，这种图，这种图称为控制系统的方框图。称为控制系统的方框图。控制系统方框图的作用：控制系统方框图的作用：表示系统各个环节在

5、系统中的位表示系统各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。置、功能和相互之间的关系。P104输入量控制器控制器执行器执行器被控对象被控对象输出量输出量(控制量控制量)(给定量给定量)(被控量被控量)输入量:如游泳池的设定时间;控制量:流过的水量输出量:游泳池的水位;控制器:发出控制命令的装置;执行器:进水阀门被控对象:游泳池.案例分析案例分析:P104接通电源 水管排出水 (输入)(输出)电机水泵水管 水流量马上行动马上行动:P104用方框图说明下列开环控制系统的工作过程用方框图说明下列开环控制系统的工作过程,并注明各并注明各个环节的具体内容以及输入量、输出量和控制量。个环节的具体内容以

6、及输入量、输出量和控制量。（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。（2）、公共汽车车门的开关控制）、公共汽车车门的开关控制小试验：活动猴的制作小试验：活动猴的制作P105 可作为衢州市通用技可作为衢州市通用技术参赛的作品。术参赛的作品。制作要求：制作要求：1、材料：硬纸板、塑料片、木头等轻质材料。、材料：硬纸板、塑料片、木头等轻质材料。2、控制的四肢、五官活动幅度要明显、灵活。、控制的四肢、五官活动幅度要明显、灵活。3、要有一定的装饰。、要有一定的装饰。探究：105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 用手按动按钮开关用手按动按钮开关,输入一个触发

7、信号输入一个触发信号 音乐集成电路经过触发后工作音乐集成电路经过触发后工作,产产生一组载有生一组载有”音乐音乐”的电信号的电信号.扬声器将电信号转变为音乐声扬声器将电信号转变为音乐声.输出的音乐声的变化对系统的控制状输出的音乐声的变化对系统的控制状态并不产生影响态并不产生影响,即不存在反馈即不存在反馈.输入输入:控制控制(处理处理):):输出输出:特点特点:分析下列电子控制系统中的被控对象、被分析下列电子控制系统中的被控对象、被控量、控制器和它们的工作过程的共同点控量、控制器和它们的工作过程的共同点:扬声器扬声器音乐声音乐声音乐集音乐集成电路成电路路灯路灯光的变化光的变化电子电路电子电路锁舌锁

8、舌锁舌的锁舌的运动运动集成电路集成电路电子音乐电子音乐门系统门系统路灯自动路灯自动控制系统控制系统电子锁电子锁自动门自动门被控对被控对象象被控量被控量控制器控制器集成电路集成电路门门门的开门的开/关关 完谢谢大家二、闭环电子控制系统二、闭环电子控制系统 1 1、什么是闭环电子控制系统、什么是闭环电子控制系统 能对输出结果进行检测，并将检测信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，从而对系统的控号反馈到控制处理部分，从而对系统的控制产生影响。制产生影响。2 2、闭环电子控制系统方框图、闭环电子控制系统方框图输入输入被控对象被控对象输出输出控制控制(处理处理)检测检测反馈反馈比较器比

9、较器家用电冰箱的结构和制冷原理图家用电冰箱的结构和制冷原理图 组成：压缩机、冷却器和散热器，它们之间用一根管道组成：压缩机、冷却器和散热器，它们之间用一根管道相连。相连。管道里装有一种沸点很低的制冷剂。压缩机在管道的底管道里装有一种沸点很低的制冷剂。压缩机在管道的底部，它使制冷剂不断地在管道里循环。部，它使制冷剂不断地在管道里循环。制冷剂流动到狭制冷剂流动到狭窄的毛细管窄的毛细管时，受到强大压力，时，受到强大压力，由气态变成液态由气态变成液态，通过，通过散热器对外散热器对外放出热量放出热量。当。当制冷剂通过较粗的管道制冷剂通过较粗的管道组成的组成的冷却器时，由于冷却器时，由于压力突然降低压力突

10、然降低，制冷剂，制冷剂由液态立即变为由液态立即变为气态气态，从而，从而吸收电冰箱内的热量吸收电冰箱内的热量，使电冰箱内的温度降，使电冰箱内的温度降低，达到制冷的效果。低，达到制冷的效果。家用电冰箱的闭环电子控制系统家用电冰箱的闭环电子控制系统输入输入被控对象被控对象输出输出控制控制(处理处理)检测检测反馈反馈预置温度预置温度调节装置调节装置(电子电路电子电路)(继电器继电器)(冷藏室冷藏室)温度传感器温度传感器(微型电脑）微型电脑）比较器比较器动画动画 根据冰箱内放置食物的保存要求，预先根据冰箱内放置食物的保存要求，预先设设置一个恰当的冷藏温度置一个恰当的冷藏温度。由电子电路组成由电子电路组成

11、,核心部件是一个微核心部件是一个微处理器处理器微型电脑。微型电脑。能对预置设定的温度能对预置设定的温度和输出中检测到的电信号进行比较、分析和和输出中检测到的电信号进行比较、分析和判断，并发出命令判断，并发出命令。由电磁继电器组成。当它接到由电磁继电器组成。当它接到“接通接通”压压缩机指令时，便接通压缩机工作电路。当它缩机指令时，便接通压缩机工作电路。当它接到接到“停止停止”的指令时，继电器便断开压缩的指令时，继电器便断开压缩机的工作电路。机的工作电路。主要由温度传感器组成。温度传感器主要由温度传感器组成。温度传感器装在冷藏室内，它将检测到的冰箱冷藏温度装在冷藏室内，它将检测到的冰箱冷藏温度转变

12、为电信号并反馈到电子控制系统的控制转变为电信号并反馈到电子控制系统的控制（处理）部分。（处理）部分。输入输入：控制控制(处理处理)：输出：输出：检测与反馈：检测与反馈：当接通电源后，控制电路命令执行器接通压当接通电源后，控制电路命令执行器接通压缩机工作电路，制冷剂不断地在管道中循环，并缩机工作电路，制冷剂不断地在管道中循环，并吸收电冰箱内的热量，使电冰箱内的温度下降。吸收电冰箱内的热量，使电冰箱内的温度下降。同时，冷藏室内的同时，冷藏室内的温度传感器温度传感器不断地不断地检测检测箱内箱内温温度度，并把温度变化的电信号，并把温度变化的电信号反馈到控制（处理）反馈到控制（处理）部分部分，控制部分，

13、控制部分对预置的温度和反馈的温度进行对预置的温度和反馈的温度进行比较、分析、处理比较、分析、处理。当电冰箱内的温度。当电冰箱内的温度达到设定达到设定的温度的温度时，控制部分时，控制部分发出指令给电磁继电器发出指令给电磁继电器，继，继电器立即电器立即切断压缩机工作电路切断压缩机工作电路，制冷工作停止。，制冷工作停止。当当电冰箱内温度回升并超过设定温度电冰箱内温度回升并超过设定温度时，电时，电子子控制电路又发出指令控制电路又发出指令，使，使电磁继电器接通压缩电磁继电器接通压缩机工作电路机工作电路，压缩机重新工作并进行制冷压缩机重新工作并进行制冷。马上行动（1）找出身边开环电子控制系统和闭环电子控制

14、）找出身边开环电子控制系统和闭环电子控制系统的例子。系统的例子。开环电子控制系统：开环电子控制系统：闭环电子控制系统闭环电子控制系统：（2）闭环）闭环电子控制系统与电子控制系统与开环开环电子控制系统相比电子控制系统相比有什么优点？有什么优点？闭环闭环电子控制系统具有电子控制系统具有监测和反馈监测和反馈功能，可以提功能，可以提高控制的精度，而且实现控制的自动化。高控制的精度，而且实现控制的自动化。电熨斗、电子门铃、电子调光台电熨斗、电子门铃、电子调光台灯、电子手表、程序控制洗衣机、灯、电子手表、程序控制洗衣机、带遥控电视机带遥控电视机空调机、电冰箱、智能电饭空调机、电冰箱、智能电饭煲、现代化农业

15、温室煲、现代化农业温室这是闭环系统吗？这是闭环系统吗？同学们几乎每天听着扩音机里播放的音乐同学们几乎每天听着扩音机里播放的音乐做广播体操，但扩音机从未引起大家的注意。做广播体操，但扩音机从未引起大家的注意。学习了上面的内容后，学习了上面的内容后，“扩音机是一个什么扩音机是一个什么电子控制系统电子控制系统”引起了全班同学的热烈讨论。引起了全班同学的热烈讨论。正方：扩音机是一个正方：扩音机是一个开环开环电子控制系统。电子控制系统。反方：扩音机是一个反方：扩音机是一个闭环闭环电子控制系统。电子控制系统。这是闭环系统吗？这是闭环系统吗？分析评判：分析评判：闭环电子控制系统必须符合两个条件：闭环电子控制

16、系统必须符合两个条件：（一）它的（一）它的核心是电子技术核心是电子技术；（二）（二）有反馈有反馈。反方把人划入控制系统，。反方把人划入控制系统，这个控制系统的核心就不单单是电子技术，这个控制系统的核心就不单单是电子技术，故不能称为故不能称为闭环电子控制系统闭环电子控制系统。但因为存。但因为存在反馈，可称为在反馈，可称为闭环控制系统闭环控制系统。练习 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可调亮度的台灯可调亮度的台灯智能洗衣机智能洗衣机电热水器谢谢！