控制系统的基本组成与工作过程

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1、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、控制系统控制的对象是什么?控制要达到什么目的?采取什么控制手段?然后，控制的实现

2、又是通过哪些具体的环节呢?要想进一步了解控制，我们首先需要分析【案例分析】控制事例控制的对象控制的目的控制的手段电灯的开关控制自行车速度的控制电风扇扇叶转速快慢的控制电灯自行车电风扇电灯的开关速度的调节调节速度换档改变踩动脚蹬的力气拨动开关控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。一般的控制过程都有一个输入和一个输出。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】（课文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？是否属于控制系统输入输出电饭煲脱粒机红外线

3、自动水龙头是是是做饭指令（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（openloopcontrolsystem）和闭环控制系统（closedloopcontrolsystem）。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。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

4、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

5、。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成为开环控制系统。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。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

6、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。控制量:执行器的输出信号。被控量:控制系统的输出信号。控制量与被控量的区别: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。马上行动：列举你所知道的开环控制系统。红绿灯定时控制系统、防盗报警系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制系统、闹钟定时控制系统、声控灯、自动烘手机、自动水龙头、洗衣机、电风扇的风速控制、直流电动机和数控机床等。案例分析：水泵抽水控制系统（104）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

7、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。普通电饭锅的控制中，加热过程的控制是一个以温度为变量、按时间顺序变化的时序控制，因而，它是一个开环自动控制系统。控制的对象是电饭锅内的内锅，输出量是内锅温度按时间变化的规律。输入量是“做饭指令”，这个指令的核心是：内锅温度低于限制温度（103℃），电热盘工作；内锅温度达到限制温度，电热盘停止工作；内锅温度达到限制温度，电热盘停止工作；内锅温度下降到保温点

8、（65℃）时，实施保温控制。在具体操作上是由按钮实施。系统的执行器是电热盘。煮饭指令（输入）保温限温控制装置电热盘内锅煮饭