通用技术控制与设计.ppt

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1、第四章、控制与设计一、了解控制“勇气”号火星登陆车实际上，如果我们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的方向发展，就形成了控制。开环控制和闭环控制能将控制的结果（即比较量）反馈回来与希望值（即基准值）进行比较，并根据他们的误差及时调整控制作用的系统，称为闭环控制系统。而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。系统中将控制结果反馈回来的部分，称为反馈环节。闭环控制系统都有反馈环节，所以有时又称闭环控制系统为反馈控制系统。反馈环节是闭环控制系统的重要特征。手动控制和自动控制控制系统必须

2、在人的干预下才能完成控制任务。这种控制系统，我们称之为手动控制系统。而在控制的过程中如果不需要人的干预，就可按期望或预定程序进行的控制系统称为自动控制系统。第二节一、控制系统的组成控制系统的组成和描述案例1、投掷飞镖大脑肢体飞镖期望值落点命令发出者命令执行者命令的作用对象大脑肢体飞镖投掷飞镖的控制过程包括了下面几个组成部分：案例2、骑自行车的控制过程大脑肢体自行车期望值行驶方向眼睛命令发出者：命令执行者：命令的作用对象：自行车大脑肢体想一想：联系前面所学的控制系统的相关知识，两个例子有什么异同？大脑肢体飞镖期望值落点图1：投掷飞镖的控制过程大脑肢体自行车期望值行驶方

3、向眼睛图2：骑自行车的控制过程反馈环节输入输出构成闭合回路：反馈环节小练习1、如果将我们的身体看成是一个控制系统，在你从书架上拿出一本你想要的书的过程中，身体各部分分别完成什么功能？命令发出者是：命令执行者是：命令的作用对象是：反馈环节是：大脑手书本眼睛女红的基本功“穿针引线”！命令发出者是：命令执行者是：命令的作用对象是：反馈环节是：大脑手针、线眼睛“穿针引线”过程中2、电冰箱工作原理预置温度微型电脑继电器压缩机温度传感器比较器冷藏室结果指令控制制冷命令发出者是：命令执行者是：命令的作用对象是：反馈环节是：微型电脑继电器、压缩机冷藏室温度传感器概念化：给定量期望值

4、命令发出者命令执行者命令的作用对象反馈环节控制目的对控制对象所产生作用控制器执行器被控对象反馈环节被控量控制量描述性语言概念大脑肢体飞镖期望值落点给定量控制器执行器被控对象被控量试一试：说出骑自行车控制过程的给定量、控制器、执行器、被控对象、反馈环节、被控量、控制量。大脑肢体自行车期望值行驶方向眼睛系统名称控制器控制量执行器被控对象被控量给定量反馈环节杠杆比较进水阀门浮球水箱进水管抽水马桶中的水位控制抽水马桶中的水位控制杠杆比较进水量进水阀门水箱水位给定水位浮球系统名称控制器控制量执行器被控对象被控量给定量反馈环节路灯黑夜/白天自动开关控制亮度检测器无路灯开关装置路

5、灯路灯开/关设定亮度无控制系统的框图表示1、控制系统的组成组成：控制器、执行器、被控对象、反馈环节相关量：给定量、控制量、被控量框图表示控制器执行器被控对象给定值被控量控制量1、开环2、闭环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框图表示小练习：用方框图将下面的几个控制系统表示出来。热电偶控制器加热器加热炉设定温度比较器1、加热炉的温自动控制系统热量温度眼睛大脑手、阀门容器给定值比较器2、人工调节液面液体输出量液面位置第三节简单控制系统的设计一、明确设计目的控制的对象是什么系统要达到的控制效果定时翻转的广告牌二、确定设计方案工作的基本原理开环？闭环？手动

6、？自动？方案1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。手动控制自动控制实例：自动换画灯箱内部结构包括照明、机械传动、微电脑控制系统。机械传动系统为微电脑控制驱动下的高性能电机，驱动上下（或左右）卷画轴旋转，从而使卷绕在卷画轴上的画面有规律的往复运动；方案2三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。这类广告牌拥有三个版面，是由电脑控制，在固定的时间旋转。广告商只要在广告牌上打广告，就可以看到三个不同的画面出现在同一个广告牌上。实例：三面翻转广告确定设计方案：选择方案1中的自

7、动控制系统三、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。减速装置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/停止转速四、完成设计1.找材料；2.加工处理；3.组装。五、评估1.是否到达预期效果；2.其他人的评价；3.如何改进。小结简单控制系统的设计过程：一、明确设计目的二、确定设计方案三、选择实现方法四、完成设计五、评估控制中的干扰一、复习与回顾控制分类控制系统的组成开环控制和闭环控制手动控制和自动控制控制器执行器被控对象反