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1、第一节第一节 了解控制了解控制第四章第四章 控制与设计控制与设计 人们按照自己的意愿或目的，人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望通过一定的手段，使事物向期望的目标发展。的目标发展。 一、什么是控制？一、什么是控制？1 1、投飞镖、投飞镖期望值期望值大脑大脑手手飞镖飞镖镖靶镖靶落点落点2 2、骑自行车的控制过程、骑自行车的控制过程睛睛眼眼期望值期望值大脑大脑肢体肢体行驶方向行驶方向自行车自行车把把二、控制的种类二、控制的种类1 1、根据控制的过程与方式、根据控制的过程与方式（2）开环控制开环控制（1）闭环控制闭环控制能能将控制结果（即比较量）将控制结果（即比较量）反馈反馈回来与
2、希望值回来与希望值（即基准量）进行比较，并根据他们的误差（即基准量）进行比较，并根据他们的误差及及时调整控制时调整控制作用的系统作用的系统而而不能不能将控制的结果将控制的结果反馈反馈回来，影响控制的作用回来，影响控制的作用的系统的系统优缺点：优缺点：优点优点缺点缺点开环开环结构简单、成本低结构简单、成本低精确度低精确度低闭环闭环精确度高精确度高结构复杂、成本高结构复杂、成本高应用原则：应用原则：（1 1）二者都能实现控制时，优先考虑开环控制；）二者都能实现控制时，优先考虑开环控制；（2）二者可结合使用。）二者可结合使用。辨别方法：辨别方法：（1）看是否有反馈及能否调整）看是否有反馈及能否调整（
3、2 2）加入干扰，看能否调整）加入干扰，看能否调整2 2、根据人工干预的情形：、根据人工干预的情形：（1 1）人工控制）人工控制（2 2）自动控制）自动控制人的直接干预人的直接干预 不需要人的干预，就可以按期望的规律或不需要人的干预，就可以按期望的规律或预订程序进行的控制系统预订程序进行的控制系统3 3、根据执行部件：、根据执行部件：（1 1）机械控制）机械控制（2 2）气动控制）气动控制（3 3）液压控制）液压控制（4 4）电子控制）电子控制自行车闸自行车闸拖拉机的气闸拖拉机的气闸起重机的液压装置起重机的液压装置红绿灯红绿灯命令发出者是：命令执行者是：执行的作用对象是：反馈环节是：例例1：“
4、投掷飞镖投掷飞镖”过程的主要环节过程的主要环节大 脑飞 镖无肢 体（上臂和手）一、控制系统的组成一、控制系统的组成命令发出者是：命令执行者是：执行的作用对象是：反馈环节是：大 脑肢 体（上臂和手）自行车把（转向子系统）眼 睛例例2：“骑自行车骑自行车”过程的主要环过程的主要环节节命令发出者命令发出者命令执行者命令执行者执行者作用对象执行者作用对象信息的反馈与作用信息的反馈与作用期望值、目标值期望值、目标值对控制对象所产对控制对象所产生作用大小生作用大小被控实际目标量被控实际目标量给定量执行器被控对象反馈环节被控量 控制量（输入、输出）控制器大 脑肢 体飞镖、自行车眼 睛肢体作用于飞镖、控制肢体
5、作用于飞镖、控制自行车的方向的量自行车的方向的量飞镖落点，自行车走的路线飞镖落点，自行车走的路线靶心靶心 、要走的路线、要走的路线大脑大脑肢体肢体飞镖飞镖期望值期望值落点落点控制器控制器执行器执行器 被控对象被控对象“投掷飞镖投掷飞镖”过程的描述过程的描述给定量给定量被控量被控量控制量控制量“骑自行车骑自行车”过程的描述过程的描述给定量给定量被控量被控量控制量控制量控制器控制器执行器执行器 被控对象被控对象反馈环节反馈环节期望值期望值走的方向走的方向比较器比较器控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象反馈环节反馈环节控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象三、练习：三、练习： 用方框图将下面的
6、几个控用方框图将下面的几个控制系统表示出来。制系统表示出来。浮球浮球控制器控制器阀门阀门水箱水箱浮子眼睛眼睛大脑大脑手、手、阀门阀门容器容器控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象反馈环节反馈环节控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象1、下列控制系统中，属于开环控制系统的是（ ）A、电冰箱的温度控制 B、计算机的CPU上的风扇的转速控制C、现代化农业温室的温度控制 D、红绿灯定时控制系统2、下面控制系统中，属于闭环控制的有（ ）A、电风扇机械定时开关控制系统 B、电子门铃控制系统C、电磁炉温度自动控制系统 D、自行车制动系统随堂检测随堂检测CD3.闭环控制系统由下列各个环节组成（ ）控制器
7、执行器 被控对象 检测装置A、 B、 C、 D、4、控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入进行比较的过程，称为（ ）A、反馈 B、干扰 C、控制 D、闭环控制5、闭环控制系统中反馈的作用是（ ）A、消除干扰因素 B、实现自动控制 C、减少输入量的偏差 D、减少输出量的偏差CAD 1、干扰因素的概念、干扰因素的概念 在控制系统中，除输入量（给定值）在控制系统中，除输入量（给定值）以外，以外，引起被控量变化引起被控量变化的各种因素称为的各种因素称为干扰因素。干扰因素。 2、干扰因素的产生、干扰因素的产生 有的是由于有的是由于环境环境造成的，造成的， 有的是有的是人人为为原因所致
8、。原因所致。第四节第四节 控制中的干扰控制中的干扰 控制系统控制系统干扰因素干扰因素自动扶梯的升降控制系统自动扶梯的升降控制系统利用滑轮组提升重物的控制利用滑轮组提升重物的控制装置装置认真学习（听课的专注度、认真学习（听课的专注度、做作业的效率与效果、用于做作业的效率与效果、用于学习的时间长短等）学习的时间长短等）电机输出电压的波动等、齿轮间电机输出电压的波动等、齿轮间的摩擦力等的摩擦力等滑轮组的摩擦力等滑轮组的摩擦力等课堂纪律、周围环境、老师的态课堂纪律、周围环境、老师的态度与水平、家庭环境、朋友等度与水平、家庭环境、朋友等4、优缺点：干扰因素是否一无是处？、优缺点：干扰因素是否一无是处？干
9、扰因素有时要干扰因素有时要克服克服，有时还可利用。，有时还可利用。 在军事中，可利用一定频率的电磁波对对在军事中，可利用一定频率的电磁波对对方的信息指挥系统进行干扰。方的信息指挥系统进行干扰。5 5、黑箱方法、黑箱方法 通过对系统的输入与输出的关系输入与输出的关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能系统内部结构及其功能的方法。 黑箱方法提供了一种不必打开黑箱就可以研究其内部结构和功能的方法。中医中医“望闻问望闻问切切”挑西瓜挑西瓜 小小 结：结：2 2、根据人工干预的情形：、根据人工干预的情形：1 1、根据控制的过程与方式：、根据控制的过程与方式：3 3、根据执行部件：、根据执行部件：机械控制机械控制气动控制气动控制液压控制液压控制电子控制电子控制一、分类：一、分类：开环控制开环控制闭环控制闭环控制人工控制人工控制自动控制自动控制控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象反馈环节反馈环节控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象三、干扰：三、干扰： 概念概念 克服干扰方法和提高抗干扰能力克服干扰方法和提高抗干扰能力 黑箱方法黑箱方法 二、公式：二、公式：