控制系统的工作过程与方式

1、4-2控制系统的工作过程与方式控制系统的工作过程与方式复习：复习：v什么是控制什么是控制人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，是事物向期望的目标发展，这就是控制段，是事物向期望的目标发展，这就是控制。控制的手段有哪些控制的手段有哪些? ?音响的音量控制音响的音量控制全自动洗衣机全自动洗衣机普通水龙头出水的控制普通水龙头出水的控制电冰箱内温度控制电冰箱内温度控制自动取款机自动取款机篮球运动员投篮过程篮球运动员投篮过程控制控制自动烘手机自动烘手机自动感应门的开关控自动感应门的开关控制制电梯的上下运行过程控电梯的上下运行过程控制制飞镖的投掷过程控制飞镖的投掷

2、过程控制肥胖人群体形控制肥胖人群体形控制声控走廊灯的控制声控走廊灯的控制红外自动水龙头出水控红外自动水龙头出水控制制红绿灯的转换过程控红绿灯的转换过程控制制手摇晾衣架的控制手摇晾衣架的控制光控路灯的控制光控路灯的控制人工人工自动自动自动人工自动人工自动自动人工自动人工自动自动自动1 控制系统 p102 控制系统： 任何一种控制的实现，都任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构成要通过若干个环节，这些环节就构成了一个系统，称为控制系统。了一个系统，称为控制系统。控制系统的输出与输入有一定的对应关系。控制控制环节环节输出量输入量v控制系统的组成控制系统的组成 自行车传动控制系统自行车传

3、动控制系统: :脚踩的力脚踩的力( (输入输入) )脚蹬、曲柄、链轮、脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮中轴、链条、飞轮自行车行驶的速度自行车行驶的速度（输出）（输出）电风扇风速的挡位电风扇风速的挡位（输入）（输入）电机、扇叶电机、扇叶风速风速（输出）（输出）电风扇的风速控制系统电风扇的风速控制系统根据自行车行驶、电风扇转动具体的案例画出控制系统方框图：1控制系统控制系统公共场所路灯的光控系统公共场所路灯的光控系统外界光外界光线强弱线强弱光控开关光控开关 灯泡灯泡灯泡的亮灭灯泡的亮灭输入输入输出输出小实验：光控计数器小实验：光控计数器 指出下面的输入、输出量指出下面的输入、输出量外界光外界光线

4、强弱线强弱光控开关光控开关 灯泡灯泡输入输入输出输出灯泡的亮灭灯泡的亮灭 电风扇电风扇风速控制系统风速控制系统电风扇风速的档位电机、扇叶风速输输入入输输出出电风扇风速的档位电机、扇叶风速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控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响制产生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，输入输入量控制，输入量到输出量之间的信号是量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系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响制过程产生影响输出量到输入量之间的信号形成一输出量到输入量之间的信号形成一个回路个回路控制系统分类控

5、制系统分类两次最大的不同在哪里两次最大的不同在哪里?开环控制闭环控制 问题：游泳池注水问题：游泳池注水 注水时间注水时间 游泳池水位游泳池水位 2、输入量、输出量之间是什么关系、输入量、输出量之间是什么关系 对应，输入量可以影响输出量对应，输入量可以影响输出量 3、输入量可以影响、决定输出量，反过来输出、输入量可以影响、决定输出量，反过来输出量量 能否影响输入量吗能否影响输入量吗?为什么？为什么？ 不能不能 输入量到输出量是单向传递输入量到输出量是单向传递三、我们可以用下面的方框图把游泳池注水的主三、我们可以用下面的方框图把游泳池注水的主要控制过程表述出来。要控制过程表述出来。二、二、问题问题

6、：1、本问题中输入量、输出量分别是什么？、本问题中输入量、输出量分别是什么？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 开环控制开环控制： 控制系统的控制系统的输出量输出量不对系统的控制不对系统的控制产生任何产生任何影影响响，这种控制系统称为，这种控制系统称为开环开环控制系统。控制系统。特点特点：输入量到输出量是单向传递（无反馈输入量到输出量是单向传递（无反馈）。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

7、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。P103 案例分析案例分析红外装置红外装置是否检测是否检测到人体热到人体热辐射发出辐射发出的信号的信号 控控制制电电路路电电机机自自动动门门 门的门的开

8、启开启或关或关闭闭 转转动动输入输入输出输出4、水泵抽水控制系统水泵抽水控制系统 天气干旱时，水泵抽水解决这个问题。当需天气干旱时，水泵抽水解决这个问题。当需要灌溉农田时，只要接通电源，电机就带动要灌溉农田时，只要接通电源，电机就带动水泵工作，将水从水源处抽到干旱的农田里水泵工作，将水从水源处抽到干旱的农田里。控制控制器输入量输入量输出量输出量执行器执行器被控对象被控对象控制量控制量接通电源接通电源电机电机水泵水泵水流量水流量水管水管水管排水水管排水小试验小试验1： 写写“控制系统控制系统”四个字四个字输入量： 老师的指令输出量： 所写的字“ 写字写字”的控制过程方框图的控制过程方框图 手手大

9、脑大脑老 师 的老 师 的指令指令笔笔写 成 的写 成 的字字执行器执行器控制器控制器输入量输入量被控对象被控对象输出量输出量v1、灯的开关控制的方框图灯的开关控制的方框图控制器输入量输入量输出量输出量执行器被控对象控制量控制量灯灯电路电路开关开关手的动作手的动作（输入）（输入）电流电流灯的开灯的开或关或关（输出）（输出）v7、根据消防要求，仓库、图书馆都需要安装火灾自动报警系统。如有火灾发生，感烟探测器检测到发生火灾室内浓烈的烟雾，从而报警。画出火灾自动报警控制系统的工作过程方框图。指出方框图的各个环节的具体内容和输入量、输出量、控制量控制器输入量输入量输出量输出量执行器被控对象控制量控制量

10、烟雾信号烟雾信号感烟探测感烟探测器（感温器（感温探测器）探测器）部件：警部件：警铃、讯响铃、讯响器、报警器、报警灯灯报警控制器报警控制器报警声报警声电信号电信号v 宾馆自动叫醒服务工作过程：客人拨通自动叫醒服务电话，电脑自动应答，并提示客人输入房间号和需叫醒的时间，到时电脑将自动打电话叫醒客人。本系统是一个开环控制系统。设定叫醒时间设定叫醒时间电脑电脑电话电话拨号装置拨号装置叫醒信号叫醒信号v1、楼道声控灯的控制系统、楼道声控灯的控制系统有无声音有无声音控制控制电路电路灯泡灯泡常开触点常开触点灯的亮与灭灯的亮与灭请画出下列开环系统的方框图请画出下列开环系统的方框图v2、电饭锅煮饭的控制系统电饭

11、锅煮饭的控制系统 煮饭指令煮饭指令保温限温保温限温控制控制 装置装置内锅内锅发热盘发热盘内锅温度内锅温度热量热量 煮饭时煮饭时,电源接通电源接通,内锅放在发热盘上内锅放在发热盘上,使锅内温度声高使锅内温度声高,当温度达到当温度达到80C以上时以上时,饭煮熟饭煮熟,进入保温状态进入保温状态.2 2、游泳池注水或楼顶水箱注水，时间到、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，怎么了可是有时水满了，有时却未满，怎么办办？ 游泳池注水控制系统方框图：游泳池注水控制系统方框图：游泳池游泳池进水阀门进水阀门控制器控制器给定给定水位水位水流量水流量游泳池的水位游泳池的水位（输出）（输出）

12、检测装置检测装置比较器比较器+ +- -三、闭环控制系统5、闭环控制系统 系统的输出量返回到输入端并对控制过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闭环控制系统。程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。 对于闭环控制系统，通常可以用以下的对于闭环控制系统，通常可以用以下的方框图表示方框图表示( (c106)c106)被控对象 控制量控制量给定量控制器被控量执行器检测装置检测装置+_v5、供水水箱的水位自动控制系统112被控对象 控制量控制量给定量控制器被控量执行器检测装置检测装置设定的水设定的水位高度位高度 阀门阀门 进水量进水量 水箱水箱水箱的水水箱的水位位 浮球或液位传感浮

13、球或液位传感 v6、加热炉的温度自动控制系统P113被控对象 控制量控制量给定量控制器被控量执行器检测装置检测装置设定的温度设定的温度 电子或微机电子或微机控制装置控制装置 加热器加热器 加热炉加热炉 电压电压 炉内温度炉内温度 热电偶热电偶 夏天房间空调器温度控制系统v 炎炎夏日，人们采取各种消暑措施消暑，空调器是第一选择。那么，空调器是如何控制室内温度的呢？它的工作过程又如何呢？v 如设定温度为25，室内温度如果高于25,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；当温度达到设定温度时，控制电路发出信号，压缩机停止工作，风扇照常工作。空调房间 控制量控制量设定的设定的温度温度控制

14、电路输出温度压缩机检测装置检测装置（空调测温装置）（空调测温装置）+-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控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响生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，输入输入量控制，输入量到输出量之间的信号是量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系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响程产生影响输出量到输入量之间的信号形成一个回输出量到输入量之间的信号形成一个回路路控制系统是否属于闭环控制系统方框图家用缝纫机的缝纫速度控制系统电冰箱的温度控制系统走道路灯的声光控制系统交通路口红绿灯自动控制（根据车流量大小改变红绿灯时间）系统是是否否是是否否家用缝纫机缝纫速度控制系统 脚踩的力脚踩的力踏脚板踏脚板传动装置传动装置缝纫机缝纫机缝 纫 速缝 纫 速度度转动转动家