电子控制技术与电子控制系统 电子控制系统的组成和工作过程 开环电子控制系统和闭环电子控制系统 学案.docVIP

第一章电子控制概述

课时电子控制技术与电子控制系统

电子控制系统的组成和工作过程

开环电子控制系统和闭环电子控制系统

任务一探究电子控制技术及电子控制系统

1.控制技术的含义

控制技术是人们为了使事物按照希望的方式沿着某一确定的方向发展所使用的手段或方法。

2.控制技术的发展

随着人类需求的不断发展，生产力水平的不断提高以及新技术的广泛应用，控制技术从人工控制发展到机械控制再发展到当代的电子控制。以门锁为例：

时间

古代

公元870～890年

1860年

20世纪60年代以来

举例

绳锁、门闩

金属锁

机械弹

子锁

磁卡锁、IC卡门锁、生物识别锁

控制技术

人工控制

机械控制

机械控制

电子控制

3.电子控制技术的含义

电子控制技术是运用电子电路实现控制功能的技术。

4.电子控制系统的含义

以电子技术为核心的控制系统叫作电子控制系统。在电子控制系统中，有电阻、电感、电容等电子元件和二极管、三极管、集成电路等电子器件，它们相互作用、相互依赖，形成一个整体，以实现控制目的。

任务二探究电子控制系统的工作过程

电子控制系统一般可分为________、________、________三个基本组成部分，组成方框图如图1，工作过程如图2。

图1

输入部分：通常由____________组成，输入信息可以有各种形式，可以是作用力，也可以是温度、湿度、磁场、光照强度等环境参数；

控制(处理)部分：一般由具有各种控制功能的____________组成。它的作用相当于人的大脑，它能对送入的电信号进行比较、分析和处理，并发出指令；

输出部分：输出部分一般由电磁继电器、伺服电机等多种____________组成。

图2

任务三辨析开环、闭环电子控制系统的工作过程

1.控制方式分类

根据信息有无反馈，可把电子控制系统分为开环电子控制系统和闭环电子控制系统。

2.开环电子控制系统

(1)概念：如果电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响，也就是被控量的变化不会引起控制量的改变，即没有反馈，这种电子控制系统叫作开环电子控制系统。

组成方框图：

(2)工作过程：输入部分将外界非电信号转变成电信号并传送给控制(处理)部分，控制(处理)部分对电信号进行分析、比较、处理并对输出部分发出指令，输出部分控制被控对象实现相应的功能。

(3)适用场景：开环电子控制系统一般结构简单，造价较低，适用于被控对象的状态比较简单，被控量的控制精度要求不高的情形。

3.闭环电子控制系统

(1)概念：闭环电子控制系统能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到控制(处理)部分，从而对系统的控制产生影响。

组成方框图：

(2)工作过程：首先通过输入部分给控制系统一个预设值，比较器计算实际值与预设值的偏差，并将偏差信号传送给控制(处理)部分，接下来控制(处理)部分对偏差信号进行分析、比较、处理并对输出部分发出指令，输出部分控制被控对象执行具体动作实现控制功能，最后检测装置测量出实际值并返回比较器与预设值比较，如此往复循环，使被控量始终保持在设定范围内。

(3)闭环电子控制系统的优点

闭环电子控制系统具有检测和反馈的功能，可以克服干扰因素的干扰，提高控制的精度，而且能实现控制的自动化。

4.反馈

在自动控制系统中，将输出量通过适当检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，称为反馈。

重难点1电子控制系统的组成

电子控制系统主要由输入部分、控制(处理)部分、输出部分三部分组成。输入部分主要是将外界各种信号转变为电信号；控制(处理)部分主要是对电信号进行分析、比较、处理并发出指令；输出部分主要是控制被控对象执行具体动作。

例1如图是某光控电子鸟的部分组成电路，它应该属于该电子控制系统的()

A.输入部分

B.输出部分

C.控制(处理)部分

D.被控对象

变式训练1如图光控路灯模型电路，光线较弱时，发光二极管自动点亮；光线较强时，发光二极管不发光。下列说法不正确的是()

A.输入部分是光敏传感器

B.被控对象是发光二极管

C.控制部分是晶体三极管

D.输出部分是发光二极管

例2如图所示，为了人们的出入方便，一些酒店和银行门口都安装了自动感应门，有人走近大门时，大门就会自动打开。在大门上方安装有红外检测装置，控制电路能启动电机正转或反转，使门向两边打开或关闭。下列关于自动感应门控制系统的说法中不正确的是()

A.该控制系统属于电子控制系统

B.该控制系统主要包括红外检测装置、控制电路和电机三个组成部分

C.输入部分是门的开启或关闭

D.被控对象是门

变式训练2如图所示是防近视智能笔，内置先进的红外传感器，当使用者书写时头部过于接近桌面，红外传感器会感应到使用者脸部反射的红外线信号，将信号传给中央处理器，通过芯片作用，机械部件产生联动，笔尖就会自动缩回，当使用者调整