课时4　开、闭环控制系统综合分析 学案 苏教版（2019）高中通用技术.DOCXVIP

课时4开、闭环控制系统综合分析

重难点开、闭控制系统综合分析

1.开环控制系统与闭环控制系统的比较

开环控制系统

闭环控制系统

相同点

均包含被控对象、控制器、执行器、控制量等组成成分

不

同

点

特征

输出量仅受输入量控制

根据被控量与给定量间的偏差控制系统的运行

信号

传递

单向

双向

组成

闭环控制系统增加了检测装置和比较器

控制精度

较低，需人工控制辅助

较高，能通过反馈克服干扰

2.控制系统分析的一般步骤

(1)根据系统名称或控制目的确定被控对象；

(2)确定开闭环控制系统；

(3)确定控制系统的输入量、输出量；

(4)根据被控对象确定执行器；

(5)根据执行器确定控制量；

(6)根据执行器确定控制器；

(7)分析干扰因素。

例1如图所示的装配系统，包含工件传输子系统和机械装配子系统，其工作过程：工件A整齐排列在传送带Ⅰ上，当位置检测传感器检测到工件A时，传送带Ⅰ暂停；工件B放置在传送带Ⅱ上，当工件B进入相机的拍摄范围时，传送带Ⅱ暂停；相机拍摄工件B的图像并传送到工控机，工控机根据工件B相对于基准位置的偏差确定工件B的坐标，控制机械手抓取工件A并装配到工件B上。下列关于机械手装配子系统控制的分析中合理的是()

A.装配速度是该装配子系统的被控量

B.基准位置的调整是工件装配的干扰因素

C.相机拍摄的工件B的图像信息是输入量

D.把工件A装配到工件B的过程采用了闭环控制方式

听课笔记

变式训练1如图所示是纸箱输送系统的示意图。电机驱动输送带将纸箱送到输送辊道，纸箱自由下滑至装载平台。光电传感器检测光线是否被遮挡，当光线被遮挡时间超过设定值时，表明纸箱在输送辊道上拥堵，控制器控制电机停止转动；当光电传感器重新检测到光线时，控制器控制电机重新启动。下列关于输送带控制子系统的分析中，不正确的是()

A.输入量是光电传感器检测到的信号

B.执行器是电机

C.控制量是纸箱在输送辊道上的运动状态

D.控制方式属于开环控制

例2如图所示为钢制滚柱自动分选控制系统，其工作过程：PLC控制气缸使推杆运动，推动滚柱至测量位置，传感器测量头下移压住滚柱进行直径测量；PLC根据测定的直径值控制相应容器的电磁翻板开启，并使限位挡板下移，推杆推动滚柱落入容器中。请根据示意图和描述，完成以下任务。

(1)该系统的控制方式属于________(在A.开环控制；B.闭环控制中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；

(2)系统设计时，需要对气缸、电磁翻板等的工作参数进行计算和反复调试，体现了系统分析的____________(在A.整体性原则；B.科学性原则；C.综合性原则中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；

(3)下列不属于该控制系统干扰因素的是________(在A.滚柱直径的变化；B.测量头的磨损；C.PLC输出信号异常中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；

(4)小明设计了四种结构的电磁翻板盖，其中合理的是________(在下列选项中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；

(5)为防止电磁翻板盖生锈，下列表面处理方法中合理的是____________(在A.锉削；B.电镀；C.砂纸打磨中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。

听课笔记

变式训练2如图所示是一款可伸缩的防雨晾衣装置示意图。晾衣时按动开关，电机带动滑轮转动，将晾衣杆连同衣物移到室外，下雨时，传感器检测到信号后，电机带动滑轮反向转动，将晾衣杆和衣物收回室内，请根据示意图和描述，完成以下任务：

(1)该装置防雨控制属于________(在①手动控制；②自动控制中选择合适的选项，将序号填写在“________”处)；

(2)该系统中的传感器可选用________(在①热敏传感器；②光敏传感器；③湿敏传感器中选择合适的选项，将序号填写在“________处)；

(3)该系统的执行器是________(在①晾衣杆；②电机；③开关中选择合适的选项，将序号填写在“________”处)；

(4)为了实现傍晚时能将衣物收回室内，对该系统的优化措施是________和________(在①提高传感