《4.2 控制系统的工作过程与方式》课件

2、控制系统的过程与方式控制系统定义开环控制系统闭环控制系统一、控制系统自行车传动系统由构成？脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮等脚踩的力（输入）脚蹬、曲柄、链轮中轴、链条、飞轮自行车行驶的速度（输出）电风扇的风速控制电风扇风速的挡位电风扇的风速（输入）（输出）

选择不同的挡位输入，输出的风速不同，一个挡位对应着一个风速。电机扇片

任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节的有机组合就构成了一个系统，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。控制系统的定义请指出下列控制系统中的输入量、输出量控制系统输入输出电风扇风速控制电饭煲脱粒机红外线自动水龙头调速器或挡位风扇的转速电源的电信号锅内的温度电源的电信号脱粒的量人手的红外信号水龙头的出水量小游戏

在黑板上有两张大脸，“四官俱全”，没有鼻子。请一位同学上来“填”鼻子，一次，睁着眼睛画，另一次闭着眼睛画。人脑控制手画鼻子：

人脑——手——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。1、闭着眼睛画2、睁着眼睛画：人脑控制手画鼻子

人脑——手——画鼻子

眼睛

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。控制系统开环控制系统闭环控制系统控制系统的分类二、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如：红绿灯定时控制系统，楼宇的防盗控制系统，火灾自动报警系统，音乐喷泉系统案例1：抽水泵的控制系统以前，农民种植庄稼，通过引水工程，采用水泵抽水进行灌溉，解决了农田灌溉的难题，告别了“靠天吃饭”的历史。接通电源电机水泵水流量水管水管排水其控制系统的工作过程如下图所示：红外线自动门红外线控制人靠近门打开门电动机门旋转量

通过上述两个案例可以看出，输入量决定输出量，但控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这就是开环控制系统。开环控制系统标准形式用方框图描述如下：输入量控制器执行器控制量被控对象输出量三、闭环控制系统我们把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。与开环系统相比，多了一个检测装置组成的环节。案例2：空调器温度控制系统

炎炎夏日，人们采取空调来降温。那么，空调器是如何控制温度？它的工作过程又如何呢？ 如设定温度为25oC，室内温度如果高于25oC，那么空调通过比较，控制电路发出信号促使压缩机进行工作；当温度达到设定温度时，控制电路发出信号，压缩机停止工作，风扇照常工作。因此，空调温度控制系统中有从输出端返回到输入端的信息反馈，它是闭环控制系统。×设定温度比较器控制电路压缩机空调房间检测装置房间实际温度制冷量制热量﹢﹣空调控制系统水箱的水位自动控制示意图×给定水位比较器浮球进水阀门水箱检测装置水箱实际水位水流量﹢﹣闭环控制系统标准形式×给定量比较器控制器执行器被控对象检测装置被控量控制量﹢﹣设定量案例分析：游泳池注水1如果进水管的进水量是均匀的，游泳池中的水位高度与进水的时间是一一对应的。我们可以在注水口处装一个定时器，通过定时器来控制注水过程（时间）。游泳池注水1设定注入时间定时器游泳池的水位（输入）（输出）进水阀游泳池流水量案例分析：游泳池注水2

在开环控制方式下，如果进水变小了，游泳池中的水就没有加够。如果进水变大了，游泳池中的水就会溢出，造成浪费。我们在游泳池中增加一个检测水位的装置，根据检测的数据与给定的数据进行比较，当实际水位低，继续进水，否则，关闭进水阀。游泳池水流量游泳池注水2

给定水位控制器游泳池的水位进水阀检测装置比较器+-瓦特式速度调节器发动机

进油量设定转速弹簧发动机转速输油管转速检