控制系统的组成和描述.ppt

第二节 控制系统的控制系统的 组成和描述组成和描述 一、开环控制系统的组成和描述 二、闭环控制系统的组成和描述 回忆 肢体 大脑 期望值落点 飞镖 飞镖的控制过程？ 输 入 量 控 制 器 执 行 器 被 控 对 象 输 出 量 1、系统的输出量仅受输入量控制 2、控制系统的输出量对系统的控制不产生任何影响 3、输入量到输出量之间的信号是单向传递。 被控对象执行器控制器 输入量 控制量 输出量 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。 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。 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。 被控对象：即控制系统中所要求控制的装置和生产过程。 案例分析：超市的自动门 n自动门的动作过程是怎样的？ 当门口没有人时，门是关着的； 当有人来门口时，门打开； 当人离开门口后一段时间，门又关闭。 n自动门的功能和技术要求： 功能：无人时，常关；有人时，开门 技术要求：当人距门1m时，门即打开；门打开 后，延时10s后关门 自动门如何实现自动开、关的呢？ 电机电机 自动门自动门控制电路控制电路 门门的开启的开启 与关闭与关闭 人体人体 热辐射热辐射 转动转动 电机 控制电路 红外传感器 控制器控制器 执行器执行器 控制量控制量 红外传感器红外传感器 电动机 声音传感 控制器 输入量 门 输出量 可以识别、 记忆的芯片 门的开、关 声音： “芝麻芝麻， 开门吧” “芝麻开门”声控开门系统的控制方框图 请写出一千零一夜中“芝麻开门” 声控开门系统的控制方框图。 红绿灯定时转换控制系统 。 游泳池定时注水控制系统 。 公共汽车车门控制系统。 电动车防盗报警系统 。 火灾报警系统。 音乐喷泉控制系统。 自动烘手机 定时控制 传感控制 请画出下列开环系统的方框图 n1、公共汽车车门控制系统 n2、游泳池定时注水控制系统 n3、电动车的防盗报警系统 外力 强度 控制 电路 音响装置 计时器 警报器警报声 声音 被控对象 （车门） 输出量 (车门的 开或关) (压缩空 气流向) 输入量 (开、关 ) 控制器 (控制电路) 执行器 (执行活塞 ) 被控对象 (游泳池) 输出量 (游泳池 的水位) 控制量 (水流量)设定注 水时间 控制器 (定时器) 执行器 (进水阀门 ) 1、夜半时刻，在十字路口，没有行人，汽车 却仍然要等待？怎么办？ 2、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？ 二、闭环控制系统 回忆 骑自行车的控制过程？ 期望值 自行车肢 体 眼睛 大 脑 行驶方向 力 给定值 执行器 控制量 被控对象 被控量 控制器 反馈环节 水箱注水控制系统方框图： 水箱进水阀门控制器 设定 时间 水流量 水箱的水位 （输出） 水箱进水阀门控制器 给定 水位 水流量 水箱的水位 （输出） 检测装置 比较器 + - 增加反馈后水箱注水控制系统方框图 闭环控制系统特征 1、系统的输出量返回到输入端 2、输出量会对控制过程产生影响 3、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 简单闭环控制系统的方框图： 给定量给定量 比较器比较器 控控 制制 器器 执执 行行 器器 被被 控控 对对 象象 检测装置检测装置 被控量被控量控制量控制量 案例分析：空调器温度控制系统案例分析：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，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？度的呢？它的工作过程又如何呢？ 问题：根据空调器的工作过程，试画出其问题：根据空调器的工作过程，试画出其温温 度控制系统度控制系统的方框图。的方框图。 如设定温度为如设定温度为2525 o o C C，室内温度如果高于，室内温度如果高于 2525 o o C C，那么空调通过比较，控制电路发出，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；信号促使压缩机进行工作； 当温度达到当温度达到2525 o o C C时，控制电路发出信号，时，控制电路发出信号， 压缩机停止工作，风扇照常工作。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，它是闭环控制系统到输入端的信息反馈，它是闭环控制系统 。 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 比较器比较器 控控 制制 电电 路路 压压 缩缩 机机 空空 调调 器器 检测装置检测装置 输出温度输出温度 空气温度空气温度 判断下列控制系统是否属于闭环控制系统，判断下列控制系统是否属于闭环控制系统， 画出方框图。画出方框图。 1、家用缝纫机的缝纫速度控制系统（属于开环控制系统） 脚踏 力度 脚蹬、曲柄、链轮 中轴、链条 缝纫 速度 2、电冰箱的温度控制系统（属于闭环控制系统） 冰箱 冰箱实 际温度 设定 温度 电子 电路 制冷 装置 制冷量 温度传感器 比较器 3、抽水马桶自动控制系统（开环） 4、交通路口红绿灯自动控制系统（闭环） 设定 车流 量 控制 器 红绿灯计时器 红绿灯 显示 时间 检测装置 设定 水位 连杆 机构 水箱 进水 阀门 水箱 水位 进水量 检测装置 四、小结