选修一电子控制技术1.1电子控制系统概述

1、 29如图所示是一款两用梯，将人字梯的一侧上翻后行程直形梯，请设计上翻后固定上下梯柱的连接件。已知梯柱材料为60mm60mm的实木，制作连接件的材料为钢板，其他配件自选。设计要求如下： A连接件能可靠地固定上下梯柱，具有足够的连接强度； B在梯子上翻和下折时，连接件能快捷、方便地固定和松开； C结构简单。 请根据上述设计要求，完成以下任务： （1）画出连接件的设计草图，必要时可用文字说明； （2）在设计草图上标注连接件的主要尺寸； （3）说明你设计的连接件是如何固定在直形梯上，在梯子上翻和下折时，如何实现快捷、方便固定和松开；第一章电子控制系统概述高中通用技术一、控制技术一、控制技术控制技术控

2、制技术是人们为了使事物按照所是人们为了使事物按照所希望的方式希望的方式沿着某一确定的方向发展所使用的手段或方法。沿着某一确定的方向发展所使用的手段或方法。 拥有拥有安全安全，这是人类在生活中的，这是人类在生活中的基本需要之一基本需要之一为能满足和更好地实现人类这一需要，人们发明为能满足和更好地实现人类这一需要，人们发明了了锁具锁具来控制门的开和关。来控制门的开和关。人类的人类的需要需要门锁技术门锁技术的发展的发展一、控制技术一、控制技术 案例：从门锁的演变看控制技术的发展案例：从门锁的演变看控制技术的发展一、控制技术一、控制技术 案例：从门锁的演变看控制技术的发展案例：从门锁的演变看控制技术的

3、发展一、控制技术一、控制技术 案例：从门锁的演变看控制技术的发展案例：从门锁的演变看控制技术的发展第一节第一节 电子控制技术与电子控制系统电子控制技术与电子控制系统 未来的的门锁会怎样发展？未来的的门锁会怎样发展？手机成为门钥匙一、控制技术一、控制技术控制技术控制技术是人们为了使事物按照所是人们为了使事物按照所希望的希望的方式方式沿着某一确定的方向发展所使用的手段沿着某一确定的方向发展所使用的手段或方法。或方法。 案例：从门锁的演变看控制技术的发展案例：从门锁的演变看控制技术的发展思考：思考：1 1、比较机械锁和电子锁的异同、比较机械锁和电子锁的异同2 2、从门锁的演变，说说控制技术的发展方向

4、、从门锁的演变，说说控制技术的发展方向人工控制人工控制机械控制机械控制电子控制电子控制一、控制技术一、控制技术控制技术控制技术是人们为了使事物按照所是人们为了使事物按照所希望的希望的方式方式沿着某一确定的方向发展所使用的手段沿着某一确定的方向发展所使用的手段或方法。或方法。 电子控制技术是一门电子控制技术是一门运用电子电路实现运用电子电路实现控制功能控制功能的技术。的技术。 二、什么是电子控制技术二、什么是电子控制技术1、以电子技术为核心的控制系统。在这个系统中，有电阻、电感、电容、二极管、三极管、电阻、电感、电容、二极管、三极管、集成电路（集成电路（IC）等电子元器件）等电子元器件，它们相互

5、作用、相互依赖，形成一个整体，从而实现控制的目的。三、电子控制系统三、电子控制系统 智能化的电饭煲和普通的电饭智能化的电饭煲和普通的电饭煲，哪个属于电子控制系统？煲，哪个属于电子控制系统？ 思考：思考： 智能化的电饭煲和普通的电饭智能化的电饭煲和普通的电饭煲，哪个属于电子控制系统？煲，哪个属于电子控制系统？ 智能化的电饭煲是依靠电子控制技术实现智能化的电饭煲是依靠电子控制技术实现控制的，属于电子控制系统。而普通的电饭煲控制的，属于电子控制系统。而普通的电饭煲只具有煮饭和保温功能，它是利用双金属片进只具有煮饭和保温功能，它是利用双金属片进行控制的，属于机械控制方式。行控制的，属于机械控制方式。第

6、一节第一节 电子控制技术与电子控制系统电子控制技术与电子控制系统思考：思考：二、什么是电子控制技术？二、什么是电子控制技术？是一门运用电子电路实现控制功能的技术。是一门运用电子电路实现控制功能的技术。 应用非常广泛应用非常广泛: :1 1、自动化的家用电器电器、自动化的家用电器电器2 2、自动化的生产流水线、自动化的生产流水线 一些产品的生产线使用了能一些产品的生产线使用了能自动更换刀具和完成多道自动更换刀具和完成多道加工工序的数控机床加工工序的数控机床，井将加工设备、检测设备、装卸，井将加工设备、检测设备、装卸设备等按照工艺流程连接起来，形成了自动生产流水线，设备等按照工艺流程连接起来，形成

7、了自动生产流水线，从而提高了产品的质量减少了原材料的消耗，改善了从而提高了产品的质量减少了原材料的消耗，改善了劳动条件，提高了劳动生产率。劳动条件，提高了劳动生产率。3、工业化的农业温室（蔬菜大棚）通过电子控制技术实现了施肥配方、营养液滴灌、人工补通过电子控制技术实现了施肥配方、营养液滴灌、人工补充二氧化碳、并对温、气、肥、水、光等植物生长要素进充二氧化碳、并对温、气、肥、水、光等植物生长要素进行自动调控，形成全年都能生长蔬莱、花卉的人工气候。行自动调控，形成全年都能生长蔬莱、花卉的人工气候。4、长“眼睛”的导弹 “响尾蛇响尾蛇”是一种机载空对空截击导弹，它利用红外是一种机载空对空截击导弹，它

8、利用红外线热寻的传感器来发现敌人，发射后就可立即锁定攻击目线热寻的传感器来发现敌人，发射后就可立即锁定攻击目标。标。名称被控对象被控量是否属于电子控制系统理由普通电熨斗熨斗的底板温度否控制温度的仅是一个双金属片智能电冰箱冷藏室温度是它核心是一个集成电路电子调光台灯第一节第一节 电子控制技术与电子控制系统电子控制技术与电子控制系统P6 马上行动马上行动灯泡亮度是调光电子电路第一节第一节 电子控制技术与电子控制系统电子控制技术与电子控制系统序号 电子控制系统的优点举例1控制的精度高2能实现远距离控制3控制的速度快4能进行自动控制5体积小精确制导导弹神舟飞船上的电子控制系统电子继电器电子定时器电子式

9、温度控制器参考答案：参考答案：P7这是电子控制系统吗？1.2 1.2 电子控制系统的组成电子控制系统的组成和工作过程和工作过程考试内容 要求 属性 电子控制系统的基本组成 生活中常见的电子控制系统的工作过程 ab 加试路灯的控制系统路灯的控制系统视觉视觉器官器官检测检测光的光的强度强度手和足手和足执行命令，执行命令，完成路灯完成路灯的开和关的开和关路灯路灯点亮与点亮与熄灭熄灭大脑大脑分析信分析信息，发息，发出命令出命令路灯路灯分析信分析信息，发息，发出命令出命令执行机构执行机构执行命令，执行命令，完成路灯完成路灯的开和关的开和关电子电子电路电路分析信分析信息，发息，发出命令出命令传感传感器器检

10、测检测光的光的强度强度路灯的路灯的人工控人工控制系统制系统路灯的路灯的电子控电子控制系统制系统电子控制系统一般可分为电子控制系统一般可分为输入、控制（处理输入、控制（处理）和和输出输出三个基本的组成部分。三个基本的组成部分。被控被控对象对象输出输出部分部分控制（处控制（处理）部分理）部分输入输入部分部分电子控制系统电子控制系统信息信息一、电子控制系统的组成一、电子控制系统的组成输入部分输入部分：由各种：由各种传感器传感器组成，输入信息可以有各组成，输入信息可以有各种形式，可以是作用力，也可以是温度、湿度、种形式，可以是作用力，也可以是温度、湿度、磁场、光照强度等环境参数的变化。磁场、光照强度等

11、环境参数的变化。控制（处理）控制（处理）部分：一般由具有各种控制功能的部分：一般由具有各种控制功能的电电子电路（或微处理器）子电路（或微处理器）组成。它的组成。它的作用相当于人作用相当于人的大脑的大脑，对送入的电信号进行比较、分析和处理，对送入的电信号进行比较、分析和处理并发出指令。并发出指令。输出部分：输出部分：由由电磁继电器、晶闸管电磁继电器、晶闸管等多种执行机构等多种执行机构组成。输出信号可以是位移，如电磁继电器中衔组成。输出信号可以是位移，如电磁继电器中衔铁的运动、电动机的转动等，也可以是声音、光铁的运动、电动机的转动等，也可以是声音、光等，如扬声器中发出的音乐声。等，如扬声器中发出的

12、音乐声。 输出部分输出部分相当于人的手和足相当于人的手和足，它的作用是，它的作用是执行处执行处理部分的指令理部分的指令，进行某种操作，实现某种功能。，进行某种操作，实现某种功能。二、电子控制系统的工作过程二、电子控制系统的工作过程被控被控对象对象输出输出执行执行命令命令控制控制(处理处理)分析、比较分析、比较和处理电信和处理电信号并发出命号并发出命令令输入输入采集信采集信息并转息并转化为电化为电信号信号信息信息电子控制系统名称电子控制系统名称输入部分输入部分控制控制(处理处理)部部分分输出部分输出部分智能化的红绿灯电智能化的红绿灯电子控制系统子控制系统全自动洗衣机进水全自动洗衣机进水控制系统控

13、制系统环形感环形感应器应器水位传水位传感器感器电子电路电子电路电子电路电子电路红绿灯红绿灯电磁开关电磁开关马上行动马上行动: : 分析下列电子控制系统的基本组成部分分析下列电子控制系统的基本组成部分,并说并说出它们的简要工作过程出它们的简要工作过程电子计算机的最基本组成部分：电子计算机的最基本组成部分：输入、控制（处理）、输出。输入、控制（处理）、输出。 输入部分输入部分 控制（处理）部分控制（处理）部分 输出部分输出部分键盘、鼠标、手写板、话筒、键盘、鼠标、手写板、话筒、扫描仪、摄像头、光驱（光扫描仪、摄像头、光驱（光盘）、磁盘、数码读卡机盘）、磁盘、数码读卡机等等主机（主机（CPUCPU）

14、显示器、软盘、显示器、软盘、U U盘、可移动盘、可移动硬盘、刻录机、扬声器、耳硬盘、刻录机、扬声器、耳机、打印机机、打印机练习练习搭接一个路灯自动控制模型搭接一个路灯自动控制模型 此电路是用控制此电路是用控制三极管三极管V2V2的基极的基极偏置电流偏置电流的大小的大小, ,使使三极管三极管V2V2工作在工作在导通导通状态或者截状态或者截止状态止状态, ,使发光使发光二极管二极管V1V1导通并有一定的电导通并有一定的电流通过或者截止流通过或者截止, ,这样这样V2V2就发光或熄灭就发光或熄灭. .路灯电子控制系统的工作过程路灯电子控制系统的工作过程输出输出控制（处控制（处理）理）输入输入太阳光太

15、阳光晶体三极晶体三极管组成的管组成的电子电路电子电路光敏传光敏传感器感器发光二发光二极管极管（1 1）当夜晚降临时，外界光线暗淡，光敏传感器）当夜晚降临时，外界光线暗淡，光敏传感器上接收到光的强度减小。上接收到光的强度减小。（2 2）光敏传感器将弱光转化为电信号，输入到以）光敏传感器将弱光转化为电信号，输入到以晶体三极管为核心的电子电路。晶体三极管工作，晶体三极管为核心的电子电路。晶体三极管工作，输出电流，点亮发光二极管输出电流，点亮发光二极管. .（3 3）当强光照射光敏传感器时）当强光照射光敏传感器时, ,晶体三极管停止晶体三极管停止工作工作, ,发光二极管不发光发光二极管不发光. .路灯

16、自动控路灯自动控制模型的工制模型的工作原理作原理 电阻电阻R1R1、R2R2是是V2V2的上偏置电阻，的上偏置电阻，R R和和R RP P并联作为并联作为V2V2的下的下偏电阻。偏电阻。无光线照射无光线照射R R时，时，R R的电阻值远大于的电阻值远大于R RP P，下偏电，下偏电阻值就决定于阻值就决定于R RP P电阻值的大小，调节电阻值的大小，调节R RP P使使V2V2得到合适的得到合适的基极电流，基极电流，V2V2导通，使导通，使V1V1导通、发光导通、发光。调节。调节R RP P的值还可的值还可调整调整V2V2集电极电流的大小，使集电极电流的大小，使V1V1发出合适的亮度。当发出合适

17、的亮度。当强强光照射光照射热敏电阻热敏电阻R R时，时，R R的阻值就变得很的阻值就变得很小小，V2V2的基极电的基极电流就变得很流就变得很小小，接近于，接近于O O，V2V2截止，使得流过截止，使得流过V1V1的电流的电流很小，接近于很小，接近于O O，发光二极管就，发光二极管就不发光不发光。1.3开环电子控制系统开环电子控制系统和闭环控制系统和闭环控制系统考试内容要求属性 反馈在电子控制系统的作用 开环电子控制系统和闭环电子控制系统的区别 生活中常见的闭环电子控制系统的工作过程 abb加试一、开环电子控制系统一、开环电子控制系统1 1、什么是开环电子控制系统、什么是开环电子控制系统 如果电

18、子控制系统的如果电子控制系统的输出结果对系输出结果对系统的控制没有影响统的控制没有影响，也就是被控量的变化，也就是被控量的变化不会引起控制量的改变，即没有反馈。不会引起控制量的改变，即没有反馈。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

19、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: :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)

20、检测检测反馈反馈比较器比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

21、时，由于压力突然降低压力突然降低，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 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

22、冷藏温度。 由电子电路组成由电子电路组成, ,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

23、藏温度装在冷藏室内，它将检测到的冰箱冷藏温度转变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

24、反馈到控制（处理）反馈到控制（处理）部分部分，控制部分，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）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