2021年控制与设计知识点归纳

1、资料来源：来自本人网络整理！祝您工作顺利！2021年控制与设计知识点归纳 设计掌握是指为保证满足产品设计规定为要求所制订并执行掌握和验证产品设计的方案、规程、要求和手段。掌握与设计也是通用技术学科的一个重要学问点。以下是我为你整理的掌握与设计学问点归纳，盼望能帮到你。 掌握与设计学问点一：掌握的手段与应用 1.掌握的手段 掌握的含义：案例分析：大禹治水p96 人们根据自己的意愿或目的，通过肯定的手段，使事物向期望的目的进展，这就是掌握。 理解任何掌握现象，都要明确掌握的对象是什么，掌握要到达什么目的和实行什么掌握手段。 例如：人力三轮车转弯过程中的方向掌握问题，其掌握的对象就是人力三轮车，掌握

2、的目的是为了转变三轮车行驶的方向，掌握的手段是骑车人通过双手转动车把，转变前轮的方向并带动后轮。 掌握的手段：掌握的实现需要通过肯定的手段。 从掌握过程中人工干预的情形来分，掌握有人工掌握和自动掌握。 人工掌握是在人的挺直干预和全程干预下进展的。人工掌握又称手动掌握。 自动掌握是指在无人挺直参加的状况下，使事物的改变精确地根据期望的方向进展。按执行部件的不同，掌握可分为机械掌握、气动掌握、液压掌握、电子掌握等。 案例分析：从手摇扇到空调器p98 2.掌握的应用 掌握应用到生活中，进步了人们的生活质量，人类可以在肯定程度上根据自己的意愿转变四周的环境，使之满足人们的需要。消费中往往需要对温度、湿

3、度、压力、速度及加工动作等进展掌握，掌握在消费中得到了极为广泛的应用。掌握在军事、国防等领域也有着广泛的应用。 掌握与设计学问点二、掌握系统的工作过程与方式 1.掌握系统 案例分析：自行车行驶的速度掌握的实现p102 案例分析：电风扇的风速掌握的实现p102 任何一种掌握的实现，都要通过假设干个环节，这些环节构成一个系统，我们称之为掌握系统。一般的掌握过程都有一个输入和一个输出，掌握系统的输入输出之间有肯定的对应关系。 掌握系统一般分为开环掌握系统和闭环掌握系统。 2.开环掌握系统 掌握系统的输出量不对系统的掌握产生任何影响，这种掌握系统为开环掌握系统。 开环掌握系统在日常生活中用处很广。如十

4、字路口的红绿灯定时掌握系统、楼宇的防盗报警掌握系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动掌握系统等。 案例分析：自动门的掌握系统p103 在掌握系统中，为了分析的便利，常采纳方框来表示系统的环节，用单向信号线来表示系统信号传递的方向，这种图称为掌握系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、功能和互相之间的关系。对于开环掌握系统，通常可以用下面的方框图来描绘： 案例分析：水泵抽水掌握系统p104 3.闭环掌握系统 系统的输出量返回到输入端并对掌握过程产生影响的掌握系统称为闭环掌握系统。 简洁闭环掌握系统的方框图如下： 与开环掌握系统相比，闭环掌握系统多了一个由检测装置组成的环节。 掌握

5、与设计学问点三：闭环掌握系统的干扰与反应 1.干扰因素 在掌握系统中，除输入量(给定值)以外，引起被控量改变的各种因素称为干扰因素。 有的干扰因素是环境造成的，如影响自行车行驶速度的改变的自然风等; 有的干扰因素是人为缘由所致，如影响飞机导航信号的手机信号等。 在掌握系统中，干扰因素可能有一个，也可能有假设干个。如战士在大风大雨中进展射击练习，风和雨都是子弹命中精确度的干扰因素。掌握系统在工作中必需克制干扰，使被控量稳定。 案例分析：电视机p109 有些状况可以利用干扰因素实现某种目的。如在军事演习中，红方利用肯定频率的电磁波对蓝方的信息指挥系统进展干扰，使之不能正常工作。 2.反应 (1)反

6、应： 掌握系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入并与输入量进展比拟的过程，就是反应。 案例分析：投篮 p110 利用反应来分析和处理被掌握对象，通过系统的书出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目的运用的方法，称为反应方法。如一般电水壶将水加热至沸腾时，需要人工关闭电源，而自动电水壶具有挡水沸腾时自动切断电源的功能，终究是运用反应方法实现自动掌握的结果。 (2) 闭环掌握系统的工作过程 从反应来看，闭环掌握系统就是指在系统的输出端与输入端之间存在反应问题，输出量对掌握过程产生影响的掌握系统。闭环掌握系统的核心是通过反应来削减被掌握量(输出量)的偏向。 一个闭环掌握系统，可以克制外界干扰，使

7、被控量掌握在给定值附近。 案例分析：供水水箱的水位自动掌握系统p112 加热炉的温度自动掌握系统p113 (3)闭环掌握系统与开环掌握系统的比拟 开环掌握系统一般构造简洁，适用于掌握精度要求不高而系统本身的元件又比拟稳定的场合。 闭环掌握系统设计比拟费事，构造相对冗杂，构成掌握系统的本钱较高。闭环掌握系统是自动掌握中广泛采纳的一种方式，用于要求高精度和高牢靠性的场合。 3.功能模拟方法：以功能和行为的相像性为根底，用模型模拟原型的功能和行为的方法，就是功能模拟法。 4.黑箱方法：把将要讨论的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出关系的讨论，进而推断出系统内部构造及其功能的方法，就是黑箱方法。黑箱方

8、法供应了一种不必翻开黑箱就可以讨论其内部构造和功能的方法。例如，通过输入图像、电或声音信号，观测、分析脑电波的输出反响，讨论人脑对视觉或听觉信息的传递、变换和处理功能，得知人脑内部构造的详情，就是黑箱方法的运用。 掌握与设计学问点四：掌握系统的设计与施行 1.掌握系统设计的一般思路 设计好一个掌握系统，应当明确这个系统要到达的目的是什么，所要掌握的对象是什么，被掌握对象有哪些重要的特性，被控量和掌握量分别是什么，外界的主要干扰因素有哪些，选择怎样的设计方案既能到达目的，又能经济、易于实现，如何选择设备和元件，等等。 设计一个掌握系统，是选择开环掌握还是闭环掌握，应依据对掌握精度的要求以及条件的

9、可行性而定。能到达掌握目的，采纳易于实现的掌握方式，降低掌握本钱、削减对环境的负面影响等，是我们进展掌握系统设计必需考虑的根本问题。 掌握系统的设计方案，还包括画出必要的设计图纸(掌握电路设计或系统构造设计)和施行图纸、撰写说明书等。 (1)开环掌握系统的设计 在明确设计要求，明确被控对象、被控量和掌握量后，即可考虑详细掌握系统的方案。例如：一般电风扇掌握系统的设计，被控对象是电风扇，被控量是电风扇输出的风速，掌握量是电机的转速;假设是具有定时功能的电风扇掌握系统的设计，那么需在开关环节加一个定时器。 案例分析：电吹风掌握系统的设计 p119 设计要求：电吹风能依据不同的挡位(如冷风挡档、热风

10、挡)输出不同种类的风。 设计分析：电吹风掌握系统的被控对象是电吹风装置，被控量是风的速度和温度，掌握量是电机的电压，干扰因素是房间温度、电源电压的波动等。 电吹风的掌握工作过程：电吹风是要将其内部电热丝的热量通过一个小电风扇扩大出去。 方案构思：选择开环掌握系统实现电吹风的掌握要求。 设定风的档位就设定了电机的电压和电热丝的阻值，接通电源后，电机带动一个小风扇转动，产生的风通过电吹风的电热丝，输出的就是与设定的风种相对应的风。 确定了电吹风掌握系统的设计方案后，画出必要的电气线路图，选择适当型号的元件和配件，进展组装、调试。 (2)闭环掌握系统的设计 简洁的闭环掌握系统，根本要求： 第一，一个

11、闭环掌握系统要正常工作，首先必需是稳定的。 其次，掌握系统的掌握精度必需符合要求，即系统的输出量与给定值之差应掌握在允许的范围之内。 第三，闭环掌握系统应有较好的抗干扰性能。 在进展闭环掌握系统的设计时，几项掌握要求之间往往会产生冲突，需要结合详细问题全面解决或有所侧重地解决。 案例分析：抽水马桶水箱的自动掌握系统的设计p120 设计工程：抽水马桶水箱的自动掌握系统 设计要求：当水箱中的水位低于到达某一指定高度时，进水口马上进水。 当水箱的水位到达某一指定高度时，进水口马上停进水。 掌握系统对掌握精度和系统的稳定性均没有特殊的要求。 设计分析：从设计要求来看，这是一种自动掌握，因此选择闭环掌握系统。 被控对象是抽水马桶的水箱，被控量是抽水马桶水箱水位的高度，掌握量是进水管的水流量(即进水量)，水箱水位的高度与进水量之间呈线性关系。 主要干扰因素是水箱的出水流量。 方案构思：采纳浮球作为水位高度的检测装置。当水箱的水位低于水箱的某一高度时，出现了水位差(给定的水位高度与实际水位高度之差)，这个信号通过浮球、连杆机构