技术与设计2--控制系统的工作过程与方式.ppt

1、控制系统的工作过程与方式控制系统的工作过程与方式Page 1复习复习按按人工人工干预干预的的情形情形人工控制（手动控制）人工控制（手动控制）自动控制自动控制如图所示是一个感应水龙头，当人手靠近时水流如图所示是一个感应水龙头，当人手靠近时水流出，手拿开时水停止流出，出水时间超过出，手拿开时水停止流出，出水时间超过1分钟分钟就会自动关水。就会自动关水。按人工干预情形划分，该控制按人工干预情形划分，该控制过程属于过程属于控制过程是在人的直接干预和全程干预控制过程是在人的直接干预和全程干预下进行的下进行的在无人直接参与的情况下，使事物的变在无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行化准

2、确地按照期望的方向进行侧重研究侧重研究Page 2如图所示是一个感应水龙头，当人手靠近时水流出，如图所示是一个感应水龙头，当人手靠近时水流出，手拿开时水停止流出，出水时间超过手拿开时水停止流出，出水时间超过1分钟就会自动分钟就会自动关水。关水。输入量输入量输出量输出量手靠近水龙头手靠近水龙头出水出水控制的工作过程与方式控制的工作过程与方式Page 3感应水龙头控制原理感应水龙头控制原理当人手靠近水龙头，红外线接收管将接收到的当人手靠近水龙头，红外线接收管将接收到的人手信号传送给微电脑，微电脑处理后的信号人手信号传送给微电脑，微电脑处理后的信号发送给电磁阀，电磁阀接受信号后打开水龙头发送给电磁阀

3、，电磁阀接受信号后打开水龙头出水。出水。输入量输入量输出量输出量手靠近手靠近水龙头水龙头出水出水红外线接收管红外线接收管微电脑微电脑电磁阀电磁阀水龙头水龙头控制的实现，都要通过控制的实现，都要通过若干环节共同实现若干环节共同实现这些环节所涉及的装置这些环节所涉及的装置就构成了一个控制系统就构成了一个控制系统控制系统的输出与输入之间有一定控制系统的输出与输入之间有一定控制系统的输出与输入之间有一定控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系。的对应关系。的对应关系。的对应关系。Page 4指出表中所列事物是否属于控制系统，指出表中所列事物是否属于控制系统，如果是控制系统，请指出系统的输入、输出分如果

4、是控制系统，请指出系统的输入、输出分别是什么？别是什么？是否是控制是否是控制系系统输入入输出出教室里的教室里的电灯灯教室教室电风扇扇楼道里的自楼道里的自动声声控灯控灯马上行动：马上行动：开关的断开开关的断开/闭合闭合 灯泡的灭灯泡的灭/亮亮是是设定的档位设定的档位风扇的风速风扇的风速是是是是楼道里的楼道里的声音声音灯泡的亮灯泡的亮Page 5控制系统控制系统开环控制系统开环控制系统开环控制系统开环控制系统Open loop control systemOpen loop control systemOpen loop control systemOpen loop control system

5、闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统Closed loop control systemClosed loop control systemClosed loop control systemClosed loop control system自动控制自动控制自动控制自动控制Page 6游泳池注水控制系统游泳池注水控制系统设定设定注注入时间入时间定时器定时器游泳池游泳池的水位的水位（输入）（输入）（输出）（输出）进水阀进水阀游泳池游泳池进水量进水量二、开环控制系统二、开环控制系统条件条件1：进水管的进水量是均匀的：进水管的进水量是均匀的如何实现水池水位自动控制？如何实现水池水位自动

6、控制？条件条件2：可以自动定时：可以自动定时将这一过程用详细的流程图表达出来将这一过程用详细的流程图表达出来 游泳池的水位高低主游泳池的水位高低主要取决于什么？要取决于什么？控制系统的输出量，控制系统的输出量，不对不对系系统的控制产生任何的影响，这种统的控制产生任何的影响，这种控制系统的称为开环控制系统。控制系统的称为开环控制系统。观察该控制过程，回答以下问题观察该控制过程，回答以下问题控制系统的输出是否影响控制过程？控制系统的输出是否影响控制过程？控制信号的流向有何特点？控制信号的流向有何特点？Page 7小组讨论：小组讨论：说说在你的日常生活中存在的开说说在你的日常生活中存在的开环控制系统

7、？环控制系统？火眼金睛找一找火眼金睛找一找Page 8设定设定注注入时间入时间定时器定时器游泳池游泳池的水位的水位进水阀进水阀游泳池游泳池进水量进水量输入量输入量控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象输出量输出量控制量控制量对输入信号对输入信号进行处理并进行处理并发出控制命发出控制命令的装置或令的装置或元件元件直接对被控直接对被控对象进行控对象进行控制的装置或制的装置或元件元件执行器执行器的输出的输出信号信号控制系统控制系统中所要求中所要求控制的装控制的装置或生产置或生产过程过程Page 9自动门如何实现自动开、关的呢？电机转动电机转动控制电路控制电路红外装置检测人体热辐射发出的信号红外装置

8、检测人体热辐射发出的信号红外装置检测人体热辐射发出的信号红外装置检测人体热辐射发出的信号门的开启门的开启门的开启门的开启或关闭或关闭或关闭或关闭（输出）（输出）（输出）（输出）红外装置检测红外装置检测红外装置检测红外装置检测人体热辐射发人体热辐射发人体热辐射发人体热辐射发出的信号出的信号出的信号出的信号转动转动转动转动输入量输入量控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象输出量输出量控制量控制量控制电路控制电路控制电路控制电路电机电机电机电机自动门自动门自动门自动门Page 10牛刀小试牛刀小试1、采用雨滴感应式自动雨刷控制系统使驾驶员免除、采用雨滴感应式自动雨刷控制系统使驾驶员免除手动操作雨刷

9、的麻烦，雨滴传感器将检出的雨滴手动操作雨刷的麻烦，雨滴传感器将检出的雨滴大小变成电信号，传递给单片机，单片机根据电大小变成电信号，传递给单片机，单片机根据电信号的强弱控制直流电动机的转速，从而控制雨信号的强弱控制直流电动机的转速，从而控制雨刷的速度，使得雨刷的速度与雨量的大小相适应。刷的速度，使得雨刷的速度与雨量的大小相适应。请根据以上描述，完成该控制系统的控制方框图。请根据以上描述，完成该控制系统的控制方框图。输入量输入量控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象输出量输出量控制量控制量雨刷的速度雨刷的速度雨滴传感器检雨滴传感器检出雨滴大小出雨滴大小转速转速转速转速单片机单片机单片机单片机雨刷

10、雨刷雨刷雨刷直流电动机直流电动机直流电动机直流电动机Page 11思考思考采用定时注水的方式对游泳池注水，时间到采用定时注水的方式对游泳池注水，时间到了，可能水满出来了，可能水还未到达指定了，可能水满出来了，可能水还未到达指定水位，怎么办？水位，怎么办？1Page 12小结小结控制系统控制系统开环控制系统开环控制系统闭环控制系统闭环控制系统控制系统的输出量不对系统的控控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响制产生任何影响（自动控制）（自动控制）控制系统的控制方框图控制系统的控制方框图Page 13游泳池水流量水流量游泳池注水游泳池注水2 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

11、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。给定水位控制器游泳池的水位进水阀检测装置检测装置比较器比较器+-观察该控制过程，回答以下问题观察该控制过程，回答以下问题控制系统的输出是否影响控制过程？控制系统的输出是否影响控制过程？控制信号的流向有何特点？控制信号的流向有何特点？Page 15闭环控制系统就是把系统的输出量闭环控制系统就是把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统。控制系统。给定量给定量给定量给定量比较器比较器比较器比较器控控控控制制制制器器器器执执执执行行行行器器器器被被被被控控控控对对对对象象象象检测装置检测装置检测装置检测装置被控量被控量被控量被控量控制量控制量控制量控制量简单闭环控制系统的方框图如下：简单闭环控制系统的方框图如下：Page 16