高中通用技术控制与设计

控制与设计高中通用技术控制与设计学习目标1.控制的定义。2.自动控制和人工控制的区别。专题一、控制的手段与应用高中通用技术控制与设计事物发展的结果可能是人们预先期望的，也可能是与预期的目标不相符，甚至是不希望得到的。如果人们想达到某一特定的目的，就必须运用适当的手段来实现。高中通用技术控制与设计了解控制我们听到过的“控制”自动控制、控制情绪、自我控制的能力、控制温度控制人口增长、控制病情等等“控制”存在与当今社会的各个方面。工业生产、城市交通、农业生产、航天技术等等高中通用技术控制与设计什么是控制事物的发展与变化具有多样性。如果人们想达到一定的目的，就必须采取一定的手段来实现。控制的定义：

人们按照自己的意愿和目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。高中通用技术控制与设计事物的发展与变化一棵苹果树天上降落的雨水骑自行车结不出苹果结的苹果又多又大结出苹果又小又酸用来灌溉农田发电引起洪涝灾害代步、省力摔跟头撞到物体和别人高中通用技术控制与设计采取的手段苹果树雨水骑自行车病虫害防治、果树管理、土壤管理等等兴修水利、建水电站、水源管理等等控制速度、骑车的技术、车的维护等等。高中通用技术控制与设计控制对象控制目的控制手段种苹果树苹果树果实多又大病虫害防治、果树管理、土壤管理等等雨水雨水灌溉农田兴修水利雨水雨水发电建水电站雨水雨水减少洪涝灾害洪水预报骑自行车自行车安全行驶控制速度、骑车的技术、车的维护等等高中通用技术控制与设计控制是普遍存在。遥控航模飞机抽水马桶水箱的自动控制系统高中通用技术控制与设计抽水马桶水箱的自动控制系统高中通用技术控制与设计控制的含义对控制现象理解从下面三个方面入手：1、对象：控制的对象是什么？2、目的：控制要达到什么目的？3、手段：要采用什么样的手段来控制？控制是根据自己的目的，通过一定的手段使事物沿着某一确定方向发展的行为和过程。

高中通用技术控制与设计控制事例控制的对象控制的目的控制的手段电风扇扇叶转速快慢的控制电风扇调节速度换档音响的音量控制音响音量的调节旋钮燃气热水器温度的控制热水器调节出水口温度的高低改变燃气火头的大小用喷雾器喷洒农药喷雾器给庄稼治病操作喷雾器的手柄大禹治水洪水安息洪波、大治水患疏通河道，泄洪为主人力三轮车转弯中的方向控制人力三轮车改变三轮车行驶的方向双手转动车把高中通用技术控制与设计控制的实现需要通过一定的手段。从控制过程中人工干预的情形来分，控制有人工控制和自动控制。控制的手段高中通用技术控制与设计从人工干预的情形来分：人工控制：控制的过程需要人的接触，即人直接干预。如：普通自来水龙头，揿按键打开电灯、驾驶汽车等；关/开门驾驶汽车高中通用技术控制与设计自动控制：在无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行，即没有人的接触。太阳能路灯自动门如：打开红外传感水龙头，太阳能路灯，自动门，声控灯，无人驾驶汽车等；高中通用技术控制与设计控制实例1人工控制自动控制自动控制对风速的控制高中通用技术控制与设计控制实例2自动控制人工控制人工控制高中通用技术控制与设计控制实例1自动控制人工控制高中通用技术控制与设计控制的应用控制的应用自古就有，并在近代得到迅速发展，在社会生产生活的各个领域都有极其广泛的应用。高中通用技术控制与设计控制在工业生产中的应用控制应用到工业生产中，提高了产品的质量和生产效率，减轻了工人的劳动强度，为工人提供了安全保障。生产流水线纺织机高中通用技术控制与设计汽车自动装配生产线汽车油漆高中通用技术控制与设计控制在农业生产中的应用控制应用到农业生产中，提高了劳动效率，减轻了农民的劳动强度，使农民减少在农田里日晒雨淋的时间。联合收割机农田灌溉高中通用技术控制与设计水车高中通用技术控制与设计温室高中通用技术控制与设计农田灌溉电源控制室水泵高中通用技术控制与设计农田灌溉折射式微喷射流式微喷锤式微灌高中通用技术控制与设计控制在军事、国防中的应用控制应用到军事国防中，提高了国家防备和抵抗侵略的能力，为保卫国家的主权、统一、领土完整和安全提供了必要的条件。“神舟五号”返回地面。导弹、火箭高中通用技术控制与设计控制在日常生活中的应用控制应用到日常生活中，提高了人们的生活质量，人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境，使之满足人们的要求。空调机自动取款机自动控制水龙头……高中通用技术控制与设计现代网络家电高中通用技术控制与设计控制在社会生活中的应用控制应用到社会生活中，使整个社会能协调、健康、有序地发展。控制人口增长，提高人口素质各种法律制度交通管理……高中通用技术控制与设计未完待续……高中通用技术控制与设计专题二、控制系统的工作过程与方式学习目标1.反馈--在电子控制系统中的作用2.开环控制和闭环控制的区别3.用方框图分析生活中常见电子控制系统。高中通用技术控制与设计自行车行驶速度的控制：脚踩的力脚蹬、曲柄、链轮、自行车行驶的速度（输入）中轴、链条、飞轮(输出)电风扇的风速控制:

电风扇风速的挡位电机、扇叶风速

(输入)(输出)1、控制系统

高中通用技术控制与设计什么叫控制系统: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系统,称为控制系统.控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系.输入输出电饭煲

电源电信号

锅内的温度

脱粒机电源电信号

脱粒机的转速

红外水龙头人手的红外线信号

水龙头出水量

控制系统通常分为开环控制系统和闭环控制系统高中通用技术控制与设计一、开环控制系统1、什么是开环控制系统

——如果控制系统的输出对系统的控制（即结果）没有影响；或者说没有反馈环节的系统。

反馈即控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。高中通用技术控制与设计投篮×控制器（大脑）执行器（手）被控对象（篮球）篮球实际投掷的位置监测装置（眼睛）篮圈的位置+-电灯的的控制“开与关”输入电路、灯灯“亮与灭”输出高中通用技术控制与设计游泳池注水控制系统定时器进水阀门游泳池设定注水时间水流量游泳池水位

(输入)(输出)自动门的控制系统控制电路电机自动门红外线信号转动门的开启或关闭高中通用技术控制与设计列举你所知道的开环控制系统：高中通用技术控制与设计电灯的的控制电路、灯“开与关”灯“亮与灭”输入输出电风扇的控制电路、电机、扇叶风速挡位风速输入输出控制系统的特征输入“开与关”输入“开与关”输入输出“开与关”输入灯“亮与灭”输出“开与关”输入输出输出灯“亮与灭”输出灯“亮与灭”输出电路、灯灯“亮与灭”输出输入电路、灯灯“亮与灭”输出“开与关”输入电路、灯灯“亮与灭”输出电灯的的控制“开与关”输入电路、灯灯“亮与灭”输出电灯的的控制“开与关”输入电路、灯灯“亮与灭”输出电灯的的控制“开与关”输入电路、灯灯“亮与灭”输出高中通用技术控制与设计案例分析：自动门自动门的动作过程是怎样的？当门口没有人时，门是关着的；当有人来门口时，门打开；当人离开门口后一段时间，门又关闭。自动门的功能和技术要求：功能：无人时，常关；有人时，开门技术要求：当人距门1m时，门即打开；门打开后，延时10s后关门高中通用技术控制与设计自动门如何实现自动开、关的呢？电机控制电路红外传感器电机自动门控制电路门的开启或关闭人体热辐射转动控制器执行器控制量红外传感器高中通用技术控制与设计自动门控制系统的方框图开环控制系统：像这样信息只从输入端传递到输出端，没有信息反馈的控制系统，称为开环控制系统。电机自动门控制电路门的开启或关闭人体热辐射转动红外传感器执行器被控对象控制器输出输入控制量传感器开环控制系统的方框图高中通用技术控制与设计扩展思考根据自动门控制系统控制过程和原理，通过稍加改动，你还可以设计出应用其他方面的控制系统吗？请用方框图表示你的设计想法。电机自动门控制电路门的开启或关闭人体热辐射转动红外传感器高中通用技术控制与设计对“婴儿尿湿报警器”分析与扩展思考“婴儿尿湿报警器”控制系统是怎样工作的？如何用方框图表示？根据婴儿尿湿报警器的控制原理，通过稍加改动，你还可以设计出应用在哪些方面的控制系统？请用方框图表示你的想法。与前面的“自动门”相结合，你又可以设计出一个怎样的控制系统？尿湿度传感器控制电路铃声发生器扬声器铃声高中通用技术控制与设计控制系统方框图：在控制系统中，为了分析方便，常采用方框来表示系统的环节，用单向信号线来表示系统信号传递的方向，这种图称为控制系统的方框图。控制系统方框图的作用：表示系统各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。输入量控制器执行器被控对象输出量(控制量)(给定量)(被控量)输入量:如游泳池的设定时间;输出量:游泳池的水位高中通用技术控制与设计例:电子门铃的开环电子控制系统用手按动按钮开关,输入一个触发信号音乐集成电路经过触发后工作,产生一组载有”音乐”的电信号.

扬声器将电信号转变为音乐声.

输出的音乐声的变化对系统的控制状态并不产生影响,即不存在反馈.输入:控制(处理):输出:特点:高中通用技术控制与设计分析下列电子控制系统中的被控对象、被控量、控制器和它们的工作过程的共同点:扬声器音乐声音乐集成电路路灯光的变化电子电路锁舌锁舌的运动集成电路电子音乐门系统路灯自动控制系统电子锁自动门被控对象被控量控制器集成电路门门的开关高中通用技术控制与设计闭环控制系统高中通用技术控制与设计反馈控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。投篮×控制器（大脑）执行器（手）被控对象（篮球）篮球实际投掷的位置监测装置（眼睛）篮圈的位置+-（1）什么是反馈×控制器（大脑）执行器（手）被控对象（篮球）篮球实际投掷的位置监测装置（眼睛）篮圈的位置+-投篮×控制器（大脑）执行器（手）被控对象（篮球）篮球实际投掷的位置监测装置（眼睛）篮圈的位置+-投篮×控制器（大脑）执行器（手）被控对象（篮球）篮球实际投掷的位置监测装置（眼睛）篮圈的位置+-投篮×控制器（大脑）执行器（手）被控对象（篮球）篮球实际投掷的位置监测装置（眼睛）篮圈的位置+-投篮×控制器（大脑）执行器（手）被控对象（篮球）篮球实际投掷的位置监测装置（眼睛）篮圈的位置+-高中通用技术控制与设计从反馈来看，闭环控制系统就是指在系统的输出端与输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生影响的控制系统。闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控量（输出量）的偏差。由于某种干扰因素的存在，系统的被控量偏离给定值时，闭环控制系统中的反馈环节能及时检测出被控量的值，并迅速反馈到输入端，与给定值进行比较，控制器根据比较得到的偏差信号进行调节，从而使系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。所以，一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被控量控制在给定值附近。供水水箱的水位自动控制系统加热炉的温度自动控制系统高中通用技术控制与设计游泳池进水阀门控制器给定水位水流量游泳池的水位（输出）检测装置比较器+-闭环控制系统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控制量被控量检测装置比较器-+++高中通用技术控制与设计小结控制系统开环闭环控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响输出量到输入量之间的信号形成一个回路高中通用技术控制与设计开环控制系统方框图执行器被控对象控制器输出输入控制量传感器闭环控制系统方框图被控对象执行器控制器给定量控制量被控量检测装置比较器-+++高中通用技术控制与设计1、干扰因素干扰就是对控制系统的行为造成影响的有害的信号及扰动，即除给定量外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。干扰对控制功能的影响

克服干扰的基本方法

1、消除干扰

2、减弱干扰

3、提高控制系统性能高中通用技术控制与设计2、反馈1、什么是反馈控制系统中，输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。2、系统工程