控制系统的基本组成

第四章控制与设计

第二节

控制系统的基本组成与工作过程回顾复习1.控制的含义2.控制的分类3.开环和闭环控制系统学习目标1.理解控制系统的概念和组成；2.熟悉简单控制系统的工作过程；3.分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。第二节控制系统的组成与描述

1、控制系统：任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构成了一个控制系统。2、组成：传感器、控制器、执行器、被控对象。什么是控制系统？控制系统一般都有“输入环节”+“控制环节”+“执行环节”“输出环节”。

自行车传动控制系统:脚踩的力(输入)脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮自行车行驶的速度（输出）

画出控制系统方框图：电风扇风速的档位（输入）电机、扇叶风速（输出）电风扇的风速控制系统控制系统输入量控制系统输出量归纳共同点，并尝试使用方框图来表示上述控制系统控制系统的输入与输出之间有一定的对应关系。马上行动是否属于控制系统输入输出控制系统的组成普通电灯亮度可调灯楼道里的自动声控灯是是是接通电源的电信号接通电源的电信号接通电源的电信号电灯的照明亮度电灯的照明亮度电灯的照明亮度开关、灯泡、灯座、导线、电源可调电阻开关、灯泡、灯座、导线、电源声传感器开关、灯泡、灯座、导线、电源游戏：画鼻子要求：选手闭上眼睛，试着给图片画

上鼻子。开环系统闭环反馈系统控制系统的分类控制系统开环控制系统（openloopcontrolsystem）闭环控制系统（closedloopcontrolsystem）人的及反馈雅控制烟系统2、特征：系统迁的输棍出量仅受输入四量控针制，哨输入射量到低输出左量之汪间的流信号削是单向星传递。1、定义酸：控制膛系统滚的输诸出量小不对真系统解的控机制产览生任奇何影快响。如：粥自动婆声光眉控灯旁，自侦动门包、自趣动烘内手机方、定蝴时红涂绿灯厉等。3、般开环挺控制伙的一吓般系傻统框厨图传感器控制器执行器被控对象输出输入开环宵控制短系统思考刻：厕愈所节河水器番工作倒原理厕所顾节水苗器由洪红外陕线热搞敏探蚀测器弯、微爹电脑罢程控伤器、膛低压锅直流耻电磁打阀组灵成，它的秒工作丘原理塑是通峰过红雨外线临人体杆感应万来完柿成工截作的姓，当矛有人铅在探竖测器扑前活侨动，闯探测止器立滚即红爹色灯地光闪获烁，搬表示塑已经括感应逆到人昏，同甲时探毁测器趴将感委应信赢号传妥送给针微电铺脑程躺控器和，由茫控制智器控违制电衔磁阀牵打开牢放水续，注饥水时灵间可欣以自润由调咱节。厕来人追放水统，无暮人停堆水，掘特别墙适用村于学露校、仿机关等、商叶场、刚工厂丝式等单壁位的窃沟槽持式厕隙所，畅节水案效率兰高，上安全猎省电块。人营体红慎外线悄感应快10甩0%遇识别虫，可岂以识麻别不紧同颜语色、醒不同销材质龙的物株体（艳衣物廉），馆漏冲季率为快零。红外逢线探茎测器在红坟外线愚探测成器中闭，热踢电元雷件检苍测人筑体的准存在生或移耳动，献并把漆热电慕元件拣的输汉出信挡号转想换成挺电压垂信号坑。然犯后，啊对电徐压信压号进迅行波次形分斗析。红外则线探夏测器这种闭探测法器是款以探丸测人乌体辐野射为档目标截的。搁所以辅辐射穴敏感茶元件暑对波波长为醉10拍μm奖左右是的红竟外辐得射必能须非筑常敏凭感。为了物对人比体的缠红外脾辐射穷敏感秀，在扛它的敞辐射僻照面对通常辰覆盖成有特降殊的菲尼拴尔滤光海片，颗使环写境的咱干扰盯受到通明显淹的控轮制作牢用。开环秩控制局系统跑方框鉴图控制恐器执行偷器被控植对象输入绵量输出珍量控制转量所要求控粗制的装轰置直接铃对被控对疏象进铜行控制伸的装道置执行酸器的输出伴信号对输严入信号进栽行处喂理并发怒出控猾制命令雾的装杨置输入贞信号输出膏信号.开环乓系统狐的重雁要说劫明1.宽输出热量≠控制免量，巴输出玻量=罗被控偏量；2.发设定轿量=突输入否量；3.亦控制丙量：一般罚是影针响被败控量锋变化兵的因亩素；4.沟控制赖器：具有绝决策盆能力货的装关置，蜓至少关是一搂个“越二选男一”润的判编断装名置(拦如果捡不能垦回答召，则枣此部蹲分写爷控制俩器)双；5.德控制浮对象梨：取决仿于控烧制目丧标，羡往往蜡是实乐际空曾间物坡；6.洋执行鼻器：实施颈控制劳决策称的装愚置（健输入碑是信柳息，吐输出刷往往胳是实围际一速个动煤作或仰物理航量，罢如门殃转动茅角度秆）；希罗塔的自砖动门公元记1世孙纪，然希腊枝人希森罗建腔造的淹自动商打开喉庙门亏的装队置是禽最早姨利用您气压遣和液接压为惕动力育的自闷动门粉。自动衔门的咬动作忌过程练是：武当门宿口没隶有人甚时，陶门是轻关着疫的；键当有狠人来询到门盆口时杯，门有打开火；当顾人离决开门摩口后庸一段革时间定，门粉又关肆闭。自动琴门的工功能古和技是术要策求有甲：功能百：（1爆）无悄人时味，常砖关；（2炮）有隶人时瘦，开遥门。案例晃分析够：自野动门化工作吹原理技术撞要求建：（1项）当锹人距笨门1遭m时逃，门勤即打躬开。（2死）门姨打开趟后，主延时便10合s后戴关门立。系统剃组成鞠：门狗、电滥动机塌、控脖制器悄、传朱感器飞。案例恩分析炸：自欲动门杰工作委原理工作侦过程（1口）当你有人轰到达扯门前括某一惰距离貌时，传感宏器感知畜，并夸发出智“有颠人”膨的信掩号意（2关）控制廉器接到疼传感杂器传于来的洋信号扇后，贸经变导换放晴大后誉传给只电动羞机（氧这里妻的电剩动机科叫做执行勤器，也善称为鲜驱动咏器）盼；（3市）电唉动机挤根据资传来达的开时门信唤号转冈动，鸭门被谷打开衰（这奏里的柿门叫芹做被控制亩对象，也逮称为控制侨对象，简既称对象）（4奥）控腹制器悼保持框开门雹信号劳延迟酬后，磁自动蜘发出结关门盟信号勿，电句动机脖反转牙，门耳重新躬关闭畅。系统归组成庙与工南作过翻程如袜图：案例惭分析摩：自必动门罩工作许原理对“岭自动苹门”令的扩婆展探完究三例：②自动处门前部跑过齐一条伪狗，染自动码门会蜻不会膏打开盈？①门际的重厚量不庆同，垮对系袍统的朴哪个吵部分缠有不稀同的打要求浑？③自尝动门径前开侄过一泻辆汽旱车，五自动倍门会成不会风打开瞒？④当资人一语直站号在门拦口时欲，自娃动门盟会怎铸样动茎作？五为什只么？微波尤传感苹器自动干门传木感器沿分为微波苏传感柱器和红外也传感编器。微波奏感应伍器是次基于樱一独卡特的贡微波鸣传输患技术队，其否超薄联的天侍线能缩慧实现记多种厌频谱遍。微些波传召感器帅应用航Do步pp缓le鹿r（多格普勒机）雷达脱定理酱传送道低功藏率微雄波并叶接收热物体油反射爹回的丸能量封。若汽物体杰的运团动被程自动桑门传想感器近检测冠到，话其反呜射微职波频恳率与外传送戒频率蒙产生载偏移眯，从你而在煎输出副端产斜生一钓低频身电压级。多普爹勒原秩理多普声勒雷惕达就图是利朋用多颈普勒赴效应览进行定位柜，测辩速，则测距等工龙作的散雷达阳。所槽谓多普挠勒效误应就是竞，当岩声音已，光布和无珍线电括波等振动粘源与自观测软者以析相对挣速度暮V相摆对运并动时，观测停者所俯收到吐的振事动频判率与摆振动纵源所冬发出严的频踢率有透所不深同。因奇为这际一现疮象是匹奥地私利科尽学家豆多普仁勒最济早发斥现的祖，所伙以称成之为换多普月勒效体应。由多做普勒赛效应吼所形锹成的缓频率五变化赠叫做嚼多普站勒频奖移，坦它与茶相对萍速度酬V成军正比篇，与繁振动邀的频胆率成胖反比村。微波军传感志器微波肉雷达梅是对著物体赛的位课移反戚应，搞因而拴反应顷速度漂快，薯适用很于行办走速劫度正表常的邮人员诉通过柜的场搁所，利它的气特点艇是一白旦在敬门附板近的温人员收不想锦出门秤而静毅止不木动后揭，雷犁达便询不再抹反应描，自查动门蜻就会阀关闭阁，对犬门机秆有一涨定的葵保护去作用带；红外细感应血器红外拥感应弊器原绑理说助的是户，一圾般人杆体都争有恒在定的毁体温赵，一谣般在芽37袄度，嫌所以廉会发惹出特零定波腔长1次0U帽M左鼠右的番红外葡线，到被动桌式红领外探纠头就浙是靠食探测胶人体薪发射己的1卫0U寸M左趁右的刑红外葱线而销进行丙工作演的。杀人体尿发射状的1鼓0U尚M左竿右的视红外壤线通盆过菲尼私尔滤犁光片增强易后聚生集到翻红外彼感应版源上炊。红捕外感钢应源止通常醒采用是热释封电元出件，犁这种叶元件怖在接翻收到摔人体类红外恼辐射显温度筝发生经变化近时就怪会失躁去电划荷平格衡，缝向外融释放盘电荷纠，电峡后续赢电路翼经检速验处港理后近即可忌产生倚报警筝信号见。红外访感应涉器红外养传感耳器对衰物体萌存在词进行柳反应彻，不棵管人怠员移卵动与勇否，昨只要艰处于培传感姥器的微扫描磨范围佳内，蛾它都登会反棋应即就传出禁触点恩信号挣。缺忘点是冒红外劈燕传感捡器的挽反应冒速度稀较慢利，适相用于炊有行克动迟阶缓的塔人员意出入导的场斑所。姨另外殃，如寸果自守动门毅接受文触点狼信号珠时间堂过长个，控钱制器里会认露为信予号输梢入系位统出瓦现障吨碍。己而且缴自动启平移抚门如糕果保跌持开淹启时抗间过颠长，灶也会拦对电萄气部找件产星生损掀害。叼由于芦微波帜雷达墓和红宝外传虾感器苏并不富了解河接近鉴自动盏门的碑人是载否真秃要进底门，晚所以摩有些后场合施更愿罪意使坏用按盼键开态关。对“树自动询门”蓄的扩浇展探姑究：⑤如何根将自底动门冶装置默改为归汽车坑车库仁中的霞自动企门？控制挖器执行它器被控谦对象输入墙量输出陡量控制踩量控制咐电路电机自动葬门人体池热辐衔射红外及传感浓器开或昌关转动开环妥控制膝系统畏的特帮点：1、蛙系统吧的输出比量直接抹受输入渔量的控拾制；2、乏信号孔（或旧信息棒）的响传递条是单向的，天总是哥从输沉入端踢单向木传至彼输出陪端。例:幼电子号门铃锹的开敬环电注子控泪制系锐统用手鞠按动控按钮霸开关蛇,输蜻入一钢个触承发信怠号音乐旷集成咬电路弱经过印触发护后工线作,骨产生骨一组举载有禽“音叔乐”矩的电棵信号晕.扬声厘器将矛电信蓬号转苦变为夕音乐得声.输出伏的音粪乐声丘的变专化对口系统修的控升制状间态并牌不产糠生影颗响,逮即不钢存在束反馈晒.输入芽:控制替(处原理)誓:输出稿:特点艳:思考棕：生活旁中还扶有哪岁些开惧环控惯制系课统？自动绕烘手拉机；色红外工线感钩应出境水龙约头；银行京自动本门等之;例：近投飞密镖的动控制障过程阀：例：朝可调裹光台映灯的妈控制付中（责不包纤括人孕），凝请指口出控敬制器缘瑞、执赤行器络、控打制量蹦、被竟控对疼象、吼被控浑量分姑别是酬什么困？调光聚电路控制岔器：执行驶器：控制钩量：被控袖对象欲：被控倍量：可变拍电阻旋钮忆的旋准转角远度台灯虚（主脆要是业旋钮冬）台灯球的亮蹄度试验知:体验批玩偶详动作姓控制吵过程劣，体碧会拉座动尾摘巴（持输入吐）与每玩偶煮的舞社动（遗输出首）的缓对应屯关系基。1步、分门析玩焰偶动尚作控川制系客统的前工作疤过程运；2刷、画挡出玩傍偶动池作控意制系柿统的糊方框磁图。磁控杏灯试弱验探里究试验鱼目的衫：体验想开环理控制沉系统胀的组促成及闻工作古过程勒。试验倡过程穿：第一及步：厦按照内电路肥图搭走建磁吊控灯扰模型扬。第二庸步：猎接通伪电源柜，测思试磁凑控灯呈运行赴效果斑。试验勇结论乎：1、蚕开环锁控制蚂系统输的含义；2、巨开环岔控制太系统鹿的基本时组成半、工叠作过桐程和彩方框均图。课堂再小结1、绪生活阵中还使有哪揉些开琴环控密制系新统？2、抄这些泛开环毯控制猪系统付给人寺们的厨生活装生产台带来明什么碗方便将？课堂盒练习兰州电黄河怖音乐坝喷泉防盗浪报警框器火灾津自动倘报警着系统自动直感应爱水龙扎头声控仰灯控制腊器执行纺器被控尘对象输入唐量输出棕量课堂瓜补充杂——栋古代争计时举工具饺探究圭表圭表其是我疤国最畅古老俘的一碍种计也时器么，古写代典肥籍《输周礼悔》中泡就有眠关于喘使用盈土圭旷的记嫁载，蚕可见说圭表敏的历清史相逮当久随远。偷圭表踏是利乌用太屡阳射佣影的莫长短湾来判钉断时子间的哪。它框由两掏部分唱组成柏，一姑是直坏立于羡平地极上的邮测日煌影的躁标杆绸或石斯柱，挺叫做闻表；疼一为齿正南晴正北营方向蹄平放芽的测款定表埋影长绪度的高刻板突，叫筋做圭朵。既惊然日迷影可眉以用值长度竞单位蜘计量女，那幼么光强阴之惠“阴咱”，国及时符间的贴长短贷，，摊用“绪分”影、“问寸”铃表达垃就顺倦理成克章了仇。日晷（g现ui吸）日晷译是以重太阳自影子愁移动风，对雅应于户晷面峡上的匙刻度冈来计赶时。喇日晷骡也是搂通过旁观测圆日影瞎计时叮的仪划器，浊主要绒是根炮据日锣影的打位置沸以确知定当耗时的插时辰爆或刻杏数。知从出眠土文泳物来俱看，迷汉以恭前已氧使用忠日晷罢，在绝机械债钟表捡传入乘中国召之前昏，日偷晷一赢直是启通常物使用辰的计翁时器雀。日慕晷的容主要喜部件趁是由敌一根鸟晷针畏和刻掉有刻芳线的灿晷面卸组成盼，随谁着太慰阳在肥天空招运行吵，晷击针的爆投影虑像钟趴表的挽指针慕一样缴在晷榨面上提移动通，就勒可以欣指示龟时辰炎。v苏轼有：“恼缺月胜挂疏矮桐，耳漏断袜人初逆静。祥”1、安夜半匀时刻喜，在镜十字求路口呢，没辆有行廊人，求汽车互却仍虎然要耕等待恋？怎仆么办绪？2、郑游泳姥池注匹水或亡楼顶赔水箱储注水饭，时融间到锣了可缝是有蝴时水莲满了棵，有梳时却竭未满节，怎科么办吨？··离··难··检·毙··察··挡·二、巡寿闭环结控制兼系统自动伴饮水珍鸟自动统喂水芽模型下图权是一萍个典押型的扮闭环轧控制欧系统舰——水箱织水位咬的闭带环控绑制系漂统注入德水流诞量进水阀门浮子水箱杆杠实际水位给定水位注入水流量控制方框图：P1翅08传感器控制器执行器对象人工控制人眼人脑和手进水阀门水箱自动控制浮子连杆机构进水阀门水箱水箱史水位构两种徐控制甘方式之比较环节方式水箱旧注水赠控制曲系统县方框波图：简单茅闭环彻控制露系统逼的方进框图丢：被控泻对象执行址器控制夫器给定皆量控制豪量被控才量检测变装置比较俗器-+水箱进水阀门连杆给定水位开度水箱的水位（输出）浮子比较器+-二、就闭环闪控制脆系统二、滴闭环览控制提系统定义停：系统丈的输说出量屑返回俗到输机入端充并对纲控制涨过程产生搭影响序的控绳制系窄统称圣为闭环行控制倦系统如何姐判断垄开环访控制津系统竟与闭凶环控岸制系滤统自动忠门控谊制系裳统框诉图如何倒判断拿开环邮控制芳系统嘴与闭辆环控竞制系寇统开环僚控制稻的特逗点：1、知它是单向的控薪制过页程；2、令输入胳量与避输出颤量往油往是件不同予性质步的量当。闭环歌控制华的特甚点：1、痛有反服馈；2、财会调讨整；3、坐“结过果”接会影丑响“扒结果希”；4、岩给定叶量与希被控戚量是楚可比秩较的荐同一梁种性匠质的朋量。5、粮输出趁量到昆输入棕量之愚间的谨信号欠形成肃一个回路传感针器的凑作用聚不同识：开环锐控制康检测司的是能输入黄信号糖，闭环群控制曲检测牢的是斩输出融信号这是乏闭环午系统叛吗？同学第们几珍乎每虹天听凡着扩草音机支里播分放的惧音乐险做广盆播体颗操，测但扩个音机丛从未香引起杜大家籍的注命意。鼻学习册了上炎面的割内容财后，天请大饶家思稼考：扩音将机是神一个做什么皂控制快系统宾？简单淘的控彻制系制统由醋两部马分组边成，炮即被控眯对象和控制蛮装置。其龟中的诵控制括装置偶，包染括传感适器、赌控制番器、怎执行递器等环处节，散对于跪闭环订系统内来说峡，还伴包括段反馈周环节凑与比敢较环兵节。三、煮控制娱系统布的基殿本组糟成四、绢小结控制系统开环闭环控制雪系统烫的输划出量图不对铸系统体的控谢制产莫生任文何影座响系统购的输偶出量仅受输入嫌量控夫制，渠输入侧量到钟输出叼量之边间的劳信号引是单向宾传递系统乖的输弊出量框返回削到输润入端景并对马控制列过程容产生漫影响输出锯量到炎输入去量之催间的设信号门形成岛一个柄回路输入量（接通电源）控制器（控制电路）执行器（水泵）被控对象（水管）输出量（水管排出水）控制量（水流量）水泵书抽水输入量（开、关）控制器（控制电路）执行器（执行活塞）被控对象（车门）输出量（车门的开或关）控制量（压缩空气流向）公共著汽车率开关董门冰箱主控制控制器（大脑）执行器（手）被控对象（篮球）被控量（篮球位置）给定量（篮圈位置）检测装置（眼睛）控制量（投掷力）比较器投篮辽控制1、央下列辱控制西系统席中，爸属于瞎开环必控制晓系统农的是商（程）A、殿电冰龙箱的票温度愉控制B、怠计算愿机的文CP功U上叮的风切扇的供转速卫控制C、意现代状化农膝业温枣室的睛温度刘控制D、穗家用骆缝纫代机的飞缝纫遥速度胶控制2、拾下面扣控制光系统言中，两属于叶闭环岩控制怎的有叨（身）A、吸电风踪蝶扇机哥械定润时开袋关控语制系赵统B、菊电子匆门铃抚控制搁系统C、卵电磁膜炉温恶度自招动控颤制系专统D、妈自行烫车制之动系眼统随堂救检测DC3.荒闭环界控制紫系统木由下吨列各阶个环钢节组飘成（魔）①控是制器钥②执侵行器痰③械被控呼对象张④检倦测装味置A、走①②有③葵B、殃①③惩④弱C、金①②已③④残D贷、①侄②④4、兵控制诸系统倡中，丘将输看出量捆通过榨适当译的检撑测装倘置返庆回到惯输入冬端并驼与输蹦入进否行比嫌较的届过程欺，称准为（扯）A、姥反馈堆B、军干扰贿C、券控制叮D、敢闭环卧控制5、夫闭环敢控制伙系统贝中反葱馈的帮作用佩是（册）A、弄