控制系统的工作过程与方式

第二节控制系统的工作过程和方式第四单元控制与设计

自行车行驶的速度控制是通过脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮等部件来实现。电机、扇叶

脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮脚踩的力（输入）行驶的速度（输出）

电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来实现的。风速的挡位（输入）

风速（输出）

任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构成了系统，称为控制系统。控制系统的输入与输出之间有一定的对应关系。控制环节输出量输入量输入：电信号输出：锅内的温度电饭锅脱粒机输入：电信号输出：脱粒机脱粒的量红外线自动水龙头输入：人手的红外线信号输出：出水量控制环节

输入输出控制环节反馈环节输出

输入开环控制系统闭环控制系统控制系统通常分为开环控制系统与闭环控制系统电源、导线、开关

电流

LED亮、灭(输入)(输出)大脑、手、水龙头

期望流量实际流量眼睛(输入)(输出)小游戏

有两脸，“四官俱全”，没有鼻子。请同学来“填”鼻子，一次，睁着眼睛画，另一次闭着眼睛画。两次最大的不同在哪里?1、闭着眼睛画：开环控制人脑控制手画鼻子：人脑——手——画鼻子控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以修正、调节。是个单程的控制流向。这种控制，称为开环控制。分析原因：2、睁着眼睛画：闭环控制

人脑控制手画鼻子，在此过程中，眼睛可以把手的位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精细的控制手去画好鼻子。控制过程中有反馈环节可以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回路。这种控制称为闭环控制。人脑——手——画鼻子||———眼睛—————|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，这种控制系统称为开环控制系统。例如：游泳池注水控制系统定时器电磁阀门游泳池设定注水的时间（输入）水流量游泳池的水位（输出）输入量：控制系统的给定量。控制器：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：直接对被控对象进行控制的装置或元件。控制量：执行器的输出信号。被控对象：控制系统中所要求控制的装置或生产过程。输出量（被控量）：控制系统中所要控制的量，也是控制系统的输出信号。以声控电灯为例写出控制过程方框图：常开(断开)接点声传感控制器输入量灯泡输出量控制器执行器被控对象输入量输出量

被控对象执行器控制器输入量输出量控制量开环控制系统可以由下面的方框图来描述：(给定量)(被控量)控制量与被控量的区别:控制量:执行器的输出信号。被控量:控制系统的输出信号。特点:信号的传递是单向的。案例分析自动门的控制系统自动门电机控制电路检测到是否有人的信号（输入）

门开或关（输出）转动

列举你所知道的开环控制系统。画出控制系统的组成方框图开关电源LED按动LED开关亮或灭电流量案例分析输入量控制器执行器控制量被控对象输出量电子警察1、电子眼采用感应线来感应路面上的汽车传来的压力，通过传感器将信号采集到中央处理器，送寄存器暂存（该数据在一个红灯周期内有效）；

2、在同一个时间间隔内（红灯周期内），如果同时产生两个脉冲信号，即视为“有效”，简单的说，就是如果当时红灯，你的头轮子过线了，而后轮子没出线，则只产生了一个脉冲，在没有连续的两个脉冲时，不拍照；练习：用方框图说明下列开环控制系统的工作过程。公共汽车车门的开关控制。公共汽车车门的开关控制。电磁阀门开关

接通电源（输入）

开/关（输出）

气压车门（推动活塞）闭环控制系统

控制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。

控制器电磁阀门游泳池给定水位（输入）水流量游泳池的水位（输出）例：游泳池注水控制系统。将输入由设定注水时间改为设定游泳池水位检测装置比较器-+

简单闭环控制系统的方框图：被控对象执行器控制器给定量被控量控制量检测装置比较器-+特点：信号传递是闭合回路。抽水马桶水箱控制系统的分析,并画出方框图.机械控制进水阀门水箱浮球给定+水位-水流量水箱的水位比较器开环控制系统和闭环控制系统的区别：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。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。1、家用缝纫机的缝纫速度控制系统（属于开环控制系统）脚踏力度脚蹬、曲柄、链轮中轴、链条缝纫速度2、电冰箱的温度控制系统（属于闭环控制系统）温度计温度设定温度控制器制冷装置温度值检测装置比较器设定声音分贝控制电路灯泡计时器灯光时间3、走道路灯的声光控制系统（开环）4、交通路口红绿灯自动控制系统（闭环）设定车流量控制器红绿灯计时器红绿灯显示时间检测装置气压控制虹吸自动门祭坛的火点或灭