19控制的手段与应用控制系统的工作过程与方式教程分析.ppt

19课时第四单元 控制与设计 第一节　控制的手段与应用 教学目标： 1.理解控制的含义 2.了解控制的手段 3.理解控制在生活和生产中的应用 4.分析典型案例，熟悉简单的开环和闭环系统的基本组成和简单的工作过程 5.能画出简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器的作用 案例分析——大禹治水 大禹治水过程中，通过 什么手段，实现了什么目的？ 采用疏通河道，泄洪为主的办法，实现了治愈水患的目的。 一、什么叫控制？ 人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。 如：控制冰箱温度，保存食物。 马上行动 找出自行车中存在的各种控制现象。 控制的三大要素 控制的对象 达到的目的 控制的手段 例如：人力三轮车转弯 控制的对象——人力三轮车 达到的目的——改变方向 控制的手段——转动车把 人工控制：控制的过程必须在人的直接干预和全程干预下才能完成控制任务。 自动控制：在控制的过程中不需要人的直接干预，使事物的变化准确的按照期望的方向发展。 交 通 思考问题…… 控制的应用，尤其是自动控制在各行业得到广泛的应用。一方面，减轻劳动强度、解放劳动生产力；另一方面，也可能带来失业人数的增加。 你认为自动控制对社会的发展是好，还是不好呢？为什么好？又为什么不好？说说你的看法。 解决办法是： 将输入量由设定时间改为设定水位。增加一个水位检测装置，实时检测水位并反馈给输入端。 我们把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。 根据冰箱内放置食物的保存要求，预先设置一个恰当的冷藏温度。 由电子电路组成,核心部件是一个微处理器——微型电脑。能对预置设定的温度和输出中检测到的电信号进行比较、分析和判断，并发出命令 由电磁继电器组成。当它接到“接通”压缩机指令时，便接通压缩机工作电路。当它接到“停止”的指令时，继电器便断开压缩机的工作电路。 主要由温度传感器组成。温度传感器装在冷藏室内，它将检测到的冰箱冷藏温度转变为电信号并反馈到电子控制系统的控制（处理）部分。 巩固练习 根据开环电子控制系统和闭环控制系统的区别进行分析、判断，在你认为正确的表格中打 水流量 游泳池 控制器 游泳池的水位 进水阀 检测装置 比较器 给定水位 + - 3.闭环控制系统 输入： 控制： 输出： 检测与反馈： （1）定义：系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。 （2）特征：系统的输出端与输入端信号之间存在一个回路——反馈回路 案例 抽水马桶水箱控制系统的分析,并画出方框图. 机械控制 进水阀门 水箱 浮球 给定 + 水位 - 水流量 水箱的水位 比较器 试一试 画出穿针引线的动作过程的控制方框图 线的位置 大脑 手 针、线 眼睛 线 与 孔 针 对 准 被控 对象 执行器 控制器 给定量 控制量 被控量 检测装置 比较器 - + 闭环控制系统的方框图 电热水器 智能洗衣机 可调亮度的台灯 程序控制洗衣机 空调 电取暖系统 电子表 闭环电子控制系统 开环电子控制系统 汽车自动装配生产线 工业生产 汽车油漆 电脑绣花 纺织机 农业生产 水 车 联合收割机 温 室 温室控制 农田灌溉 锤式微灌 挑水 ? 水车 ? 抽水机 折射式微喷 射流式微喷 锤式微灌 多普勒测速雷达 军事、国防、航天 精密制导导弹 爱国者 “神舟”飞船 想一想 “红豆稀饭”为何 情不自禁 变“糊干饭”？ “红豆稀饭” 糊干饭 1.控制系统 输入 输出 声控开关控制系统 声控开关 灯泡 声音 有无 亮与熄 (输入) (输出) 声控开关控制系统的方框流程图: 定义：任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构成了一个系统，称为控制系统。 动动脑 电风扇的风速控制是怎么样实现的？是否属于控制系统,如果是请你说出系统的输入和输出? 电风扇风速的档位 （输入） 电机、扇叶 风速 （输出） 电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来实现的。 想想看 自行车行驶的速度控制是怎么样实现的？是否属于控制系统,如果是请你说出系统的输入和输出? 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） 自行车行驶的速度控制是通过脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮等部件来实现。 控制环节 输出量 输入量 控制系统的组成 控制器 执行器 被控对象 反馈 ★控制系