通用技术闭环控制精讲

1、回顾：一、什么是控制系统1 1、定义：定义：P102P1022 2、控制系统的特点3、控制系统的分类二、开环控制系统1、定义：P1032、特征 ：输入输出有一定的因果关系 信号传递的单向性信号传递的单向性 开环控制系统闭环控制系统画出画出“希希罗的自动罗的自动门门”控制控制方框图方框图 祭祭坛的点坛的点火或灭火火或灭火气压控制气压控制转动轴转动轴自动门自动门门开或关门开或关转动转动 思考 游泳池注水或楼顶水箱注水，时间到了可是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？有时水满了，有时却未满，怎么办？设定设定注入注入时间时间定时器定时器游泳游泳池的池的水位水位（输入）

2、（输入）（输出）（输出）进水阀进水阀游泳池游泳池流水量流水量游泳池的水位只受设定注水时间的控制游泳池的水位只受设定注水时间的控制水位检测装置水位检测装置控制器控制器+-比较器比较器游泳池注水控制系统的改进游泳池注水控制系统的改进（1）该系统中的输入量、输出量是什么？检测装置检测的是哪个量？）该系统中的输入量、输出量是什么？检测装置检测的是哪个量？（2）信号的传递有何特点？）信号的传递有何特点？（3）控制系统的输出量是否对控制系统的工作过程产生影响？）控制系统的输出量是否对控制系统的工作过程产生影响？（4）该控制系统的工作过程方框图怎样？）该控制系统的工作过程方框图怎样？定时注水控制系统定时注水

3、控制系统改进后的水位控制系统改进后的水位控制系统设定设定注入注入时间时间定时器定时器游泳游泳池的池的水位水位（输入）（输入）（输出）（输出）进水阀进水阀游泳池游泳池流水量流水量（输入）（输入）（输出）（输出）给定给定水位水位定时器定时器实际实际水位水位进水阀进水阀游泳池游泳池流水量流水量- -+ +检测装置检测装置比较器比较器水位检测装置水位检测装置控制器控制器+-比较器比较器游泳池注水控制系统的改进游泳池注水控制系统的改进（1）该系统中的输入量、输出量是什么？检测装置检测的是哪个量？）该系统中的输入量、输出量是什么？检测装置检测的是哪个量？（2）信号的传递有何特点？）信号的传递有何特点？（3

4、）控制系统的输出量是否对控制系统的工作过程产生影响？）控制系统的输出量是否对控制系统的工作过程产生影响？（4）该控制系统的工作过程方框图怎样？）该控制系统的工作过程方框图怎样？ 检测装置把检测到的实际水位返回到输入端，与检测装置把检测到的实际水位返回到输入端，与给定水位相比较，再由控制器决定进水阀门是否给定水位相比较，再由控制器决定进水阀门是否开启与关闭。开启与关闭。 游泳池的游泳池的实际水位实际水位决定了进水决定了进水阀门的开关，阀门的开关，也就也就是说输出量对控制过程有影响。是说输出量对控制过程有影响。游泳池注水控制系统改进后的方框图游泳池注水控制系统改进后的方框图游泳池游泳池进水阀门进水

5、阀门控制器控制器给定给定水位水位（输入）（输入）水流量水流量游泳池的水位游泳池的水位（输出）（输出）检测装置检测装置比较器比较器+ +- -3.闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统1 1、定义：、定义： 系统的输出量返回到输入端并对控制过程产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称为生影响的控制系统称为闭环控制系统闭环控制系统。 2 2、简单闭环控制系统的方框图：、简单闭环控制系统的方框图：被控对象被控对象执行器执行器控制器控制器给定给定量量控制量控制量被控量被控量检测装置检测装置比较器比较器- -+ +3 3、特点：在系统的输入量和输出量之间，还有一条从输出量、特点：在系统的

6、输入量和输出量之间，还有一条从输出量返回到输入端的反馈环节，它们形成了一条闭合回路，反馈环返回到输入端的反馈环节，它们形成了一条闭合回路，反馈环节使得输出量的改变对控制的过程产生直接影响。信号传递是节使得输出量的改变对控制的过程产生直接影响。信号传递是闭合回路。闭合回路。开环控制系统与闭环控制系统的区别（1）工作原理的对比： 开环控制系统：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响 闭环控制系统：系统的输出量返回到输入端并对控制系统过程产生影响 （2）工作过程的区别： 开环控制系统： 闭环控制系统：多了比较环节和检测装置（3）信息传递过程： 开环控制系统：信息路径一条：自输入端传至输出端，不存

7、在信息逆向流动。 闭环控制系统：信息路径两条：一条自输入端传至输出端，另一条是输出端信息经反馈环节返回到输入端的比较环节，形成一个闭合的环路。一次投篮篮筐篮筐位置位置篮球篮球实际实际投掷投掷位置位置大脑大脑手手篮球篮球方向和方向和力量力量多次投篮多次投篮篮球篮球方向和方向和力量力量 大脑大脑篮球篮球实际实际投篮投篮位置位置手手眼睛眼睛篮筐篮筐位置位置比较器比较器+ +- -普通电饭煲煮饭温度控制系统 普通电饭煲的做饭控制中，首先输入普通电饭煲的做饭控制中，首先输入“做饭指令做饭指令”，按，按下开关按钮，电热盘工作，煮饭开始，当内锅温度上升到限下开关按钮，电热盘工作，煮饭开始，当内锅温度上升到限

8、制温度（制温度（103103）时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下和永）时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下和永磁体分开，触点开关分离，电热盘停止工作，电饭煲的做饭磁体分开，触点开关分离，电热盘停止工作，电饭煲的做饭工作过程结束，电饭煲进入保温控制。工作过程结束，电饭煲进入保温控制。普通电饭煲保温控制系统低于65时高于65时 当内锅温度下降到保温点（当内锅温度下降到保温点（6565）时，实施保温控制，内）时，实施保温控制，内锅温度继续下降时，双金片发生变形，触点开关接通，电热盘锅温度继续下降时，双金片发生变形，触点开关接通，电热盘工作，内锅温度上升；当内锅温度升到保温点（工作，内锅温度上升；当内锅

9、温度升到保温点（6565）时，双）时，双金片又发生变形，触点分离，电热盘停止工作，这样电饭煲就金片又发生变形，触点分离，电热盘停止工作，这样电饭煲就达到了保温的目的。达到了保温的目的。思考与讨论： 电饭煲的做饭控制系统和保温控制系统分别是开环控制还是电饭煲的做饭控制系统和保温控制系统分别是开环控制还是闭环控制？闭环控制？ 做饭控制系统是开环；保温控制系统是闭环 画出它们的控制系统方框图画出它们的控制系统方框图? ?小游戏 请同学们蒙上眼睛在黑板上画出其中任意一个表情。蒙上眼睛画开环开环控制系统控制系统不蒙上眼睛画闭闭环控制系统（自动修环控制系统（自动修正）正）1 1、家用缝纫机的缝纫速度控制系

10、统（属于开环控制系、家用缝纫机的缝纫速度控制系统（属于开环控制系统）统）2 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）电冰箱电冰箱温度温度设定设定温度温度控制控制器器压缩压缩机机温度值温度值检测装置检测装置比较器比较器脚踏脚踏的力的力缝纫缝纫速度速度踏脚板踏脚板传动装置传动装置缝纫机缝纫机旋转量旋转量马上行动P106转动转动声光信号声光信号控制控制电路电路灯泡灯泡延时延时开关开关灯光灯光3 3、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）4 4、交通路口红绿灯自动控制系统（闭环）、交通路口红绿灯自动控制系统（闭环）设定设定车流车流量

11、量控制控制器器红绿灯红绿灯计时器计时器红绿灯红绿灯显示显示检测装置检测装置电流时间判断以下控制系统是开环控制系统还是闭环控制系统判断以下控制系统是开环控制系统还是闭环控制系统开环控制系统开环控制系统闭环控制系统闭环控制系统红绿灯定时控制系统红绿灯定时控制系统饮水机的温度控制饮水机的温度控制声控灯控制系统声控灯控制系统程序控制洗衣机程序控制洗衣机空调器温度控制系统空调器温度控制系统智能洗衣机智能洗衣机闭环闭环开环开环闭环闭环闭环闭环开环开环开环开环声音声音有无有无(输入输入)亮与熄亮与熄(输出输出)声控开关、声控开关、灯泡灯泡(控制系统控制系统)电风扇风电风扇风速的挡位速的挡位(输入输入)电风扇电风扇的风速的风速(输出输出)电机、电机、扇片扇片(控制系统控制系统)门门旋转量旋转量门的开门的开关关电动机电动机控制电路控制电路红外线装置红外线装置是否检测到是否检测到人体发出的人体发出的热辐射信号热辐射信号（输出）（输出）流水量流水量游泳游泳池的池的水位水位游泳池游泳池设定设定注入注入时间时间定时器定时器进水阀进水阀（输入）（输入）游泳池注水控