闭环电子控制系统设计与制作

1、第五章第五章 电子控制系统的设计及其应用电子控制系统的设计及其应用闭环电子控制系统的设计和应用一、闭环电子控制系统 闭环闭环电子控制系统与开环电子控制系统不同，电子控制系统与开环电子控制系统不同，它能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到控它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，从而对系统的控制产生影响。它的方制处理部分，从而对系统的控制产生影响。它的方框图为：框图为： 常见的闭环电子控制系统有常见的闭环电子控制系统有家用电冰箱家用电冰箱、空调空调、电热水器电热水器、智能电饭锅智能电饭锅、现代化农业温室现代化农业温室等等。等等。 输入输入控制控制（处理）（处理） 被控对象被控对

2、象 检测检测反馈反馈闭环电子控制系统的组成方框图闭环电子控制系统的组成方框图输出输出二、鸡蛋孵化温度控制器的设计与应用 设计要求设计要求：（1 1）设计一个鸡蛋孵化温度控制系统）设计一个鸡蛋孵化温度控制系统（2 2）要求孵化温度控制在）要求孵化温度控制在37393739范围内范围内 案例分析一案例分析一设计分析设计分析: :（1 1）根据设计要求，确定温度是被控量，孵化）根据设计要求，确定温度是被控量，孵化室室 是被控对象。是被控对象。（2 2）由于对孵化室的温度控制严格地规定了）由于对孵化室的温度控制严格地规定了温度温度 允许允许变化的范围，所以必须使用闭环电子变化的范围，所以必须使用闭环电

3、子控控 制制系统。通过对被控量的检测与反馈，系统。通过对被控量的检测与反馈，可以可以 实现实现较高精度的温度控制。较高精度的温度控制。二、鸡蛋孵化温度控制器的设计与应用 （3 3）按照闭环电子控制系统的方框图，确定）按照闭环电子控制系统的方框图，确定预预 置置温度范围，选择控制（处理）电路的温度范围，选择控制（处理）电路的元元 器件器件、输出部件和检测温度的传感器，、输出部件和检测温度的传感器，通通 过过查找资料将各部分用接口电路连接起来查找资料将各部分用接口电路连接起来， 组成组成一个闭环电子温度控制系统一个闭环电子温度控制系统。（4 4）分析本系统受到的干扰因素，并考虑）分析本系统受到的干

4、扰因素，并考虑减少减少 干扰影响干扰影响的措施。的措施。 案例分析一案例分析一【设计方案设计方案A A】 案例分析一案例分析一案例分析一案例分析一【设计方案设计方案A A】 案例分析一案例分析一【设计方案设计方案B B】 案例分析一案例分析一V3V2V3V2时，时，6 6脚输出为高电平；脚输出为高电平； V3V2V3V2时，时，6 6脚输出脚输出为为低低电平电平【设计方案设计方案C C】 案例分析一案例分析一555内部结构案例分析一案例分析一1:1:地地 GNDGND 2:2:触发触发 3:3:输出输出 4:4:复位（低复位（低 电位）电位）5:5:控制电压控制电压 6:6:门限门限( (阈阈

5、 值）值） 7:7:放电放电 8:8:电源电压电源电压 VccVcc 555功能表案例分析一案例分析一0010110110【设计方案设计方案C C】 案例分析一案例分析一三、水箱水位闭环电子控制系统的设计与应用 案例分析二案例分析二【设计要求设计要求】（1 1）设计和制作一个水箱水位闭环电子）设计和制作一个水箱水位闭环电子控制系统控制系统的的模型模型 。（2 2）能模拟水塔水箱水位的自动控制。）能模拟水塔水箱水位的自动控制。 【设计分析设计分析】（1 1）根据对设计要求的分析，水箱中的水位高度是被控量，箱中的）根据对设计要求的分析，水箱中的水位高度是被控量，箱中的 水是被控对象。水是被控对象。

6、（2 2）由于对水箱中水位的高度变化有严格的要求，即要求水箱中储）由于对水箱中水位的高度变化有严格的要求，即要求水箱中储 存的水不能超过某一水位（高水位），也不能低于某一水位（存的水不能超过某一水位（高水位），也不能低于某一水位（ 低水位），因此必须对被控量进行检测，并反馈所测得的结低水位），因此必须对被控量进行检测，并反馈所测得的结 果。实现这一控制必须采用闭环电子控制系统。果。实现这一控制必须采用闭环电子控制系统。（3 3）根据闭环电子控制系统的方框图，选择合适的输入、控制）根据闭环电子控制系统的方框图，选择合适的输入、控制（处（处 理理）、输出、检测部分的元器件（或实用电路）、设备等。）

7、、输出、检测部分的元器件（或实用电路）、设备等。 三、水箱水位闭环电子控制系统的设计与应用 案例分析二案例分析二输入：输入：三根裸露的硬铜线组成水位探头，三根裸露的硬铜线组成水位探头，A A是高水位探头；是高水位探头；B B是低是低 水位探头；水位探头；C C是零水位探头。调整探头位置可改变输入量。是零水位探头。调整探头位置可改变输入量。控制（处理）部分：控制（处理）部分：水位传感器检测并反馈水箱的实际水位与设水位传感器检测并反馈水箱的实际水位与设 定值进行比较，经判断后发出向水箱送水或定值进行比较，经判断后发出向水箱送水或 停止送水的指令。停止送水的指令。输出：输出： 由继电器、电动机、水泵、水箱等组成。由继电器、电动机、水泵、水箱等组成。检测：检测： 由三根水位探头组成一个传感器，对水箱水位随时进行由三根水位探头组成一个传感器，对