【精选】1.1人工控制与自动控制.doc

烟台市高级技工学校 课时授课计划 机电、电子专业 自动控制 学科 序号 1.1 课 题 §1—1人工控制与自动控制 班级 周 星期 月、日 课节 教学方法 讲 授 教具准备 教材、教案、直尺 教学目的 要求学生掌握自动控制的基本概念及自动控制系统的原理。 教学重难点 人工控制的恒值水位系统 水池水位系统的自动控制系统 教学过程设计 一、组织教学 二、复习导入 三、讲授新课 （一）人工控制 1、定义 2、水温人工控制系统 3、人工控制的恒值水位系统 （二）自动控制 1、定义 2、水温自动控制系统 3、水池水位系统的自动控制系统 4、改进后的水池水位系统的自动控制系统 四、小结作业 课后体会 自动控制的基本概念 什么叫自动控制？什么叫自动控制系统？ 自动控制主要研究和解决什么问题？ 1、自动控制的定义 所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，对生产过程、工艺参数、技术指标、目标要求等进行自动的调节与控制。 自动控制是使一个或一些被控制的物理量按照另一个物理量即控制量的变化而变化或保持恒定，一般地说如何使控制量按照给定量的变化规律变化，就是一个控制系统要解决的基本问题。 控制（CONTROL）----某个主体使某个客体按照一定的目的动作 主体---人：人工控制； 机器：自动控制 客体---指一件物体，一套装置，一个物化过程，一个特定系统。 物体--飞船，电炉（飞船控制） 装置--锅炉，汽机（锅炉控制） 过程--燃烧，传动（燃烧控制） 系统--电力，化工，冶金（电力控制） 2、人工控制与自动控制 （1）人工控制 煤气灶上油煎鸡蛋时的油温控制 自行车速度控制 汽车驾驶 收音机音量调节 （2）自动控制 电饭煲 空调 汽轮机转速控制 导弹飞行控制 声控光控路灯 一、人工控制 1、水温人工控制系统 手动调节阀门的开度，从而调节蒸汽的流量，来控制水的温度，但人工难以实现稳定的高质量控制。 控制目标： 炉子的温度恒定在期望的数值上。 2、人工控制的恒值水位系统 1）将水位的要求值(期望水位值)牢记在大脑中。 2）用眼睛和测量工具测量水池实际水位。 3）将期望水位与实际水位进行比较、计算、从而得出误差值。 4）按照误差的大小和正负性质，由大脑指挥手去正确地调节进水阀门，所谓正确调节，是要按减小误差的方向来调节进水阀门的开度。 上述人工控制的过程就是测量、求偏差、再实施控制以纠正偏差的过程，也就是检测偏差用以纠正偏差的过程。 对于上述人工控制的系统，如果能找到一个控制装置(也称控制器)来代替人的职能，它就可以变成一个自动控制系统。 二、自动控制 自动控制即没有人直接参与的控制，其基本任务是：在无人直接参与的情况下，只利用控制装置操纵被控对象，使被控制量等于给定值。 自动控制系统：指能够完成自动控制任务的设备，一般由控制装置和被控对象组成。 若用自动控制装置代替人工操作，则可构成自动控制系统。 1、水温自动控制系统 通过电机调节阀门的开度从而调节蒸汽流入，控制水的温度，实现没有人直接参入的自动水温控制。 通过电机调节阀门的开度从而调节蒸汽流入，控制水的温度，实现没有人直接参入的自动水温控制。 2、水池水位系统的自动控制A 工作原理： 调节杠杆长度 L ，通过杠杆机构调节阀门的开度，从而调节进水量以控制液位的高度。 系统的结构框图如图所示: 3、水位自动控制系统B 上图是一个液位控制系统原理图。在这里，自动控制器通过比较实际液位与希望液位，并通过调整气动阀门的开度，对误差进行修正，从而保持液位不变。 控制任务：维持水箱内水位恒定； 控制装置：气动阀门、控制器； 受控对象：水箱、供水系统； 被控量：水箱内水位的高度； 给定值：控制器刻度盘指针标定的预定水位高度； 测量装置：浮子； 比较装置：控制器刻度盘； 干扰：水的流出量和流入量的变化都将破坏水位保持恒定； 3、水位自动控制系统C （1）原理图 （2）系统框图 通过对工作原理进行分析，可以得到该系统的系统框图。 （2）自动调节过程 直至 Q1=Q2,H=H0,UB=UA,△U=0时，电动机停转为止。 H 流出 Q2 水箱 浮子 Q1 流入 气动阀门 控制器 浮球 水箱 阀门 h(t) hr(s) 杠杆机构