控制系统的工作过程与方式.ppt

【阅读】开环控制系统经典应用案例分析：“希罗的自动门”控制的工作过程分析说明 水流量 1 、画出“希罗的自动门”控制方框图 祭坛的点火或灭火 气压控制 虹吸 自动门 门开或关 2 、分析一个开环控制系统工作过程 抽水马桶水箱控制系统的分析,并画出方框图. 给定 + 水位 比较器 机械控制 进水阀门 水流量 水箱 水箱的水位 浮球 - * * 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 长安一中 蒋建波 jjb2002@126.com 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】 电风扇扇叶转速快慢的控制 自行车速度的控制 电灯的开关控制 控制的手段 控制的目的 控制的对象 控制事例 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？ 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。 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