控制与设计第二节.pptVIP

* * A.拔动教室电灯开关，灯的亮与不亮与手动有关。 B.声光感应开关，当有声音时灯亮。 C.红外感应出水龙头，手靠近水龙头出水，离开则不出水。 D.宾馆自动门，当有人进入，门自动打开。 E.当手靠近自动烘手机时，机器启动；当手离开时，机器关闭。 日常生活中的控制： 归纳、抽象以上活动的特征 : 一个输入信号（如手拔开关）对应着一个输出信号（如灯亮或不亮）。 这些控制是怎样实现这个功能的呢？或者说，它们工作过程是怎样的呢？ 第四单元 控制与设计 经全国中小学教材审定委员会2004年初审通过 普通高中课程标准实验教材书 通用技术 必修2 技术与设计2 GENERAL TECHNOLOGY 通用技术 第二节 控制系统的工作过程与方式 1、什么是控制系统： 一、控制系统 一般的控制过程都有一个输入和一个输出。 脚蹬 曲柄 链轮 中轴 链条 飞轮 脚踩的力 (输入) 自行车行驶的速度 （ 输出 ） 自行车的动力控制系统 电机 扇叶 电风扇风速的档位 (输入) 风速 (输出) 电风扇的风力控制系统 控制电路 灯泡 开关的接通/断开 （ 输入 ） 灯泡的亮/灭 （ 输出 ） 电灯的控制系统 自行车速度的控制 电风扇扇叶转速快慢的控制 电灯的开关控制 控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。 任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节构成一个系统，我们称之为控制系统。 【马上行动】（P102）指出表中所列事例是否属于控制系统，如果是控制系统，请指出系统的输入、输出分别是什么？ 红外线自动水龙头 脱粒机 电饭煲 输出 输入 是否属于控制系统 是 是 是 做饭指令（电信号） 启动指令（电信号） 人手的红外信号 锅内的温度 脱粒的量 出水和不出水 控制系统一般分为开环控制系统（open loop control system）和闭环控制系统（closed loop control system）。 2、开环控制： 【阅读课本】普通游泳池注水控制系统控制过程 游泳池注水控制系统中，如果进水管单位时间的水流量一定，那么游泳池水位的高低与进水的时间一一对应。 我们可以利用定时器来控制进水阀门的开启与关闭。 定时器 注水的时间 （ 输入 ） 游泳池的水位 （ 输出 ） 进水阀门 游泳池 游泳池的注水控制系统 水流量 为了分析控制系统的方便，我们可以使用方框来表示系统的环节，用单向箭头（单向信号线）来表示系统信号传递的方向。这样画出的控制系统的方框图可以表示系统的各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。 【案例分析】自动门的控制系统： 自动门系统由四个子系统组成：传感器、控制器、执行器（电动机）、被控对象（门）。 当有人到达门前某一距离时，传感器感知，发出“有人”的信号，控制器接到传感器传来的信号后，经变换放大后传给执行器（电动机），电动机根据传来的开门信号转动，门（被控对象）被打开，控制器保持开门信号延时设定的时间后，自动发出关门信号，电动机反转，门重新关闭。与人类比，传感器相当于眼睛，判断有没有人要通过；控制器相当于人脑，根据眼睛传来的信号下达指令；执行器相当于人手，把门打开。 自动门的工作原理可以用下面的方框图来描述： 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 在上面的例子中，信息总是自输入端单向传至输出端，不存在信息逆向流动，象这样的控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统称为开环控制系统。 开环控制系统的方框图： 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。 开环控制系统特征： 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，输出量不对控制产生任何影响。 案例分析：水泵抽水控制系统（Ｐ104） 接通电源 （输入） 控制器 电机 执行器 水泵 控制量 水流量 被控对象: 水管 水管排出水 （输出） 这是一个开环控制系统，在这个控制系统中，水泵是否排出水受电源开或关的控制，而且信号的传递是单向的。 马上行动： １、用方框图说明下列开环控制系统的工作过程。 （1）普通家用电饭煲的煮饭控制。 煮饭指令 （输入） 保温限温控制装置 电热盘 内锅 煮饭 （输出） （2）公共汽车车门的开关控制系统。 开关 （输入） 电磁阀 车门 开/关 （输出） 气动活塞 输入量