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1、第二节控制系统的基本组成第1页，本讲稿共28页1 1、控制系统的基本组成、控制系统的基本组成2 2、开环控制系统、开环控制系统3 3、闭环控制系统、闭环控制系统第2页，本讲稿共28页学习目标学习目标1 1、分析典型案例，熟悉简单的开环控制系、分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。统的基本组成和简单的工作过程。2 2、熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出、熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出一个简单的闭环控制系统的方框图，理解其一个简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器的作用。中的控制器、执行器的作用。3 3、掌握开环和闭环控制系统的的区别。、掌握开环和闭环控
2、制系统的的区别。第3页，本讲稿共28页日常生活中的控制举例日常生活中的控制举例第4页，本讲稿共28页（）自动门的工作过程（）自动门的工作过程（2 2）自动门控制系统框图）自动门控制系统框图输入输出第5页，本讲稿共28页一、开环控制系统的含义：控制系统的控制系统的输出量不对系统的控制产生任何输出量不对系统的控制产生任何影响影响，这种控制系统称为开环控制系统。，这种控制系统称为开环控制系统。输入输出第6页，本讲稿共28页控制器执行器被控对象输出量控制量控制电路电机自动门人体热辐射红外传感器开或关转动开环控制系统方框图输入量传感器第7页，本讲稿共28页对对“自动门自动门”的扩展探究的扩展探究三例三例
3、：自动门模型前开过一辆汽车模型，自动门会不会打开？自动门模型前开过一辆汽车模型，自动门会不会打开？怎样让汽车开过自动门口时，自动门会打开？怎样让汽车开过自动门口时，自动门会打开？如何将自动门装置改为汽车车库中的自动门？如何将自动门装置改为汽车车库中的自动门？第8页，本讲稿共28页开环控制系统的特点：1 1、系统的、系统的输出量输出量直接受直接受输入量输入量的控制；的控制；2 2、信号（或信息）的传递是、信号（或信息）的传递是单向单向的，总的，总是从输入端单向传至输出端。是从输入端单向传至输出端。第9页，本讲稿共28页游戏：完成绘画第10页，本讲稿共28页1、夜半时刻，在十字路口，没有行人，汽车
4、却仍然要等待？怎么办？2、游泳池注水或楼顶水箱注水，时间到了可是有时水满了，有时却未满，怎么办？二、闭环控制系统第11页，本讲稿共28页下图是一个典型的闭环控制系统下图是一个典型的闭环控制系统水箱水位的闭环控制系统水箱水位的闭环控制系统注入水流量进水阀门浮子水箱杆杠实际水位给定水位注入水流量控制方框图：第12页，本讲稿共28页传感器传感器 控制器控制器 执行器执行器对象对象人工人工控制控制人眼人脑和手进水阀门水箱自动自动控制控制浮子连杆机构进水阀门水箱水箱水位两种控制方式比较水箱水位两种控制方式比较环节方式第13页，本讲稿共28页游泳池注水控制系统方框图：游泳池注水控制系统方框图：简单闭环控制
5、系统的方框图：简单闭环控制系统的方框图：被控对象被控对象执行器执行器控制器控制器给定给定量量控制量控制量被控量被控量检测装置检测装置比较器比较器-+游泳池游泳池进水阀门进水阀门控制器控制器给定给定水位水位水流量水流量游泳池的水位游泳池的水位（输出）（输出）检测装置检测装置比较器比较器+-二、闭环控制系统第14页，本讲稿共28页二、闭环控制系统定义：定义：系统的输出量返回到输入端并对控制过程系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为产生影响的控制系统称为闭环控制系统闭环控制系统第15页，本讲稿共28页如何判断开环控制系统与闭环控制系统如何判断开环控制系统与闭环控制系统误区误区：自
6、动的控制系统是闭环控制系统；只要有检测装置就是闭环控制系统；基本概念基本概念：开环控制系统是由输入来控制输出的单向单向控制控制；闭环控制系统是输出量反馈回输入端参与控制的控制系统；第16页，本讲稿共28页如何判断开环控制系统与闭环控制系统如何判断开环控制系统与闭环控制系统开环控制的特点：开环控制的特点：1、它是单向的控制过程；2、输入量与输出量往往是不同性质的量。闭环控制的特点：闭环控制的特点：1、有反馈；2、会调整；3、“结果”会影响“结果”；4、给定量与被控量是可比较的同一种性质的量。第17页，本讲稿共28页这是闭环系统吗？这是闭环系统吗？同学们几乎每天听着扩音机里播放的音乐同学们几乎每天
7、听着扩音机里播放的音乐做广播体操，但扩音机从未引起大家的注意。做广播体操，但扩音机从未引起大家的注意。学习了上面的内容后，请大家思考：学习了上面的内容后，请大家思考：扩音机是一个什么控制系统？扩音机是一个什么控制系统？第18页，本讲稿共28页简单的控制系统由两部分组成，即被控对象和控制装置。其中的控制装置，包括传感器、控制器、执行器等环节，对于闭环系统来说，还包括反馈环节与比较环节。三、控制系统的基本组成第19页，本讲稿共28页四、小结四、小结控控制制系系统统开环开环闭环闭环控制系统的输出量不对系统的控制产生控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响任何影响系统的输出量系统的输出量仅受仅受输入
8、量控制，输入量到输输入量控制，输入量到输出量之间的信号是出量之间的信号是单向传递单向传递系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响影响输出量到输入量之间的信号形成一个回路输出量到输入量之间的信号形成一个回路第20页，本讲稿共28页练习根据开环电子控制系统和闭环控制系统的区别进行分析、判断，根据开环电子控制系统和闭环控制系统的区别进行分析、判断，在你认为正确的表格中打在你认为正确的表格中打“”开环电子开环电子控制系统控制系统闭环电子闭环电子控制系统控制系统电子表电子表电取暖系统电取暖系统空调空调程序控制洗衣机程序控制洗衣机可调亮度的台灯可调亮度的台灯智能
9、洗衣机智能洗衣机电饭煲煮饭电饭煲煮饭第21页，本讲稿共28页输入量（接通电源）控制器（控制电路）执行器（水泵）被控对象（水管）输出量（水管排出水）控制量（水流量）输入量（开、关）控制器（控制电路）执行器（执行活塞）被控对象（车门）输出量（车 门 的开或关）控制量（压缩空气流向）第22页，本讲稿共28页控制器（大脑）执行器（手）被控对象（篮球）被控量（篮球位置）给定量（篮圈位置）检测装置（眼睛）控制量（投掷力）比 较器第23页，本讲稿共28页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、家用缝纫机的缝纫速度
10、控制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DC第24页，本讲稿共28页3.闭环控制系统由下列各个环节组成（）控制器 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CAB第25页，本讲稿共28页王大伯盖了一个能自动调节温度的小型花房，花房的温度冬季一般控制在
11、18左右，夏季一般控制在25左右。请分析它可能的工作过程（5分），并画出花房温度控制系统的方框图。（5分）提示：该花房温控设备包括控制器、加热元件和制冷元件、检测装置、比较器等。第26页，本讲稿共28页第27页，本讲稿共28页随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一种具体应用。其工作过程是由“声电转换装置”将起伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐声信号强，水泵的转速就快，喷头的压力就大，喷出的水柱就高。反之，喷出的水柱就低。音乐信号的强弱与喷泉水柱的高低一一对应。请回答以下问题：（1）音乐喷泉控制系统是开环控制还是闭环控制？（2）该控制系统的输入信号和输出信号分别是什么（3）从控制系统组成的角度，分析“声电转换装置”在控制系统中起什么作用？答案：（答案：（1 1）开环控制系统（）开环控制系统（2 2）音乐的声信号、水柱的高度）音乐的声信号、水柱的高度（3 3）控制器的控制作用）控制器的控制作用 第28页，本讲稿共28页