《第四单元 控制与设计》复习课件

【本单元与其他单元的联系】

结构是设计的基础，流程是设计的方法，系统是设计的保障，控制是设计的关键。技术与设计2结构与设计流程与设计系统与设计控制与设计控制与设计了解控制控制的含义及应用

认识控制系统（开环、闭环控制系统和自动与手动控制系统）控制系统的分析开环控制系统的基本组成和工作过程闭环控制系统的基本组成和工作过程控制系统的方框图控制系统的干扰因素控制系统的设计控制系统的设计步骤控制系统设计方案

学习目标：理解控制的涵义及其在生产和生活中的应用。了解控制系统的类型，熟悉简单控制系统的基本组成和工作过程。了解并能确定控制系统的主要参量。能画出简单控制系统的方框图，理解其中各环节的作用。能设计、制作、调试和改进简单的控制装置。

了解探究设计提高一部分：理论学习

活动建议一部分：设计制作教学课时：8课时了解控制木牛流马图希罗的自动门控制在现代的应用GPS（全球卫星定位系统）

全球卫星定位系统能够提供精确的地理位置信息，在航海、航空和城市交通管理等领域有着广泛的应用。控制在现代的应用电视制导导弹控制在现代的应用希望某一事物按照自己的意愿发展，就要对其进行干预，这种根据自己的目的，通过一定的方法使事物沿着某一确定方向发展，就形成了控制。控制的含义①控制的对象是什么？②控制要达到什么目的？③采取什么控制手段？控制的三要素控制人工干预的情形手动控制系统自动控制系统开环控制系统闭环控制系统有无反馈开环控制系统：不将控制的结果反馈回来影响控制作用的系统，称为开环控制系统。闭环控制系统：能将控制的结果反馈回来与希望值进行比较，并根据它们的误差及时调整控制作用的系统，称为闭环控制系统。系统中将控制的结果反馈回来的部分，称为反馈环节。反馈环节是闭环控制系统的重要特征。控制与设计自动控制手动控制闭环控制开环控制控制的分类

知识提纲：1、控制系统的组成：控制器、执行器、被控对象。2、控制系统的分类：开环控制系统、闭环控制系统。3、控制系统框图：各环节、输入量、输出量。教学思路：1、组成结构。2、开环分析。3、闭环分析。4、两环比较。5、习题巩固。二、控制系统的组成与描述大脑肢体飞镖落点期望值控制器执行器被控对象被控量控制系统的组成与描述图1投掷飞镖的控制过程眼睛大脑手、阀门容器给定值比较器人工调节液面液体输出量液面位置控制器执行器反馈环节被控对象控制量被控量控制器执行器被控对象给定值被控量控制量开环控制闭环控制反馈环节控制器执行器被控对象给定值被控量控制量比较器控制框图干扰控制器对信号进行处理，并发出命令的装置和元件执行器接收控制器的命令，并直接影响控制对象的装置和元件控制量执行器的输出信号被控量即输出量，就是控制系统要控制的量分类执行器执行器按所用驱动能源分为气动、电动和液动、机械执行器四种。

电动机气缸电磁铁液压缸阀门液压缸和气缸工作原理相同，只是使用的工作介质不同。电动机电磁铁气缸液压缸阀门上海磁浮列车是全世界第一条商业运营线,全程30千米,最高时速高达430Km/h扬声器路灯水管执行器控制量控制器反馈环节被控量被控对象抽水马桶的水位控制水泵抽水路灯黑夜/白天自动开关控制电风扇机械定时开关控制电风扇电风扇的开关路灯的开关路灯水管水箱水位出水定时器连杆机构或杠杆控制电路电机水泵电磁继电器进水阀门电路的接通或断开转动水流量机械开关或电磁继电器电路的接通或断开水箱浮球小试身手1、分析控制系统的工作原理2、根椐方框图找出相应的量（控制器、执行器、被控对象、检测装置）3、用简练的语言回答问题“析”“找”“答”控制系统处理方法：

练习1原理：随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一种具体应用。其工作过程是由“声－电转换装置”将起伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐声信号强，水泵的转速就快，喷头的压力就大，喷出的水柱就高。反之，喷出的水柱就低。音乐信号的强弱与喷泉水柱的高低一一对应。请回答以下问题：1、是开环控制系统还是闭环控制系统？2、输入量和输出量分别是什么?音乐信号声电转换装置和电机水泵喷头水柱高低转速⑵如果声控灯的附近并没有来人，而出现意外的声响，如楼上或隔壁有人高声说话或以动作发出声响，灵敏度高的声控灯也会应声而亮。为避免这种情况你有什么好办法？⑶画出声控灯的系统框图。练习2如图是声控灯系统组成示意图，根据你的理解和认识回答下列问题：答案提示：⑴开环，关键词：方便、节电。⑵把传感器的灵敏度调小一点。⑶：⑴此系统是开环还是闭环，声控灯的优点有哪些？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。自动门的功能实现方案：方案一：自动开门（无防夹功能）方案二：自动开门（有防夹功能）方案三：密码开门自动门如何实现自动开、关的呢？电机自动门控制电路门的开启或关闭人体热辐射转动电机控制电路红外传感器控制器执行器控制量红外传感器案例分析：水塔试验

试验方案：

方案一：电子定时加水方案二：单个传感器延时加水方案三：双传感器自动加水简单控制系统的设计明确设计目标确定设计方案选择实现方法完成你的设计评估你的设计设计一个会翻转的广告牌分析实验系统性能确定待定参数建立控制器、被控对象、执行机构和反馈环节的模型确定被控量给定控制要求（设计指标）确定系统结构确定控制的目的控制系统的设计

控制系统设计的一般思路若满足规范要求，设计结束若不满足，重新开始方案一

将需要展示的画面（广告）连在一起，然后卷在两根轴上，当同时转动两根转轴时，画面就可以依次显示。手动控制自动控制方案二

三棱柱的每一面对应一幅画的一部分，当所有三棱柱同时转动时，可将三幅图像顺序显示出来。控制系统的设计框图定时控制器继电器电动机减速器广告牌给定值转动/停止转速选择实现方法需要解决的问题解决方法1、电动机转速快，需减速。设计减速装置使用定时控制器、继电器2、准确控制电动机转动、停止的时间，使电动机停止期间，画面显示完整。