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1、一、控制系统的手段与应用一、控制系统的手段与应用二、控制系统的工作过程与方法二、控制系统的工作过程与方法三、闭环控制系统的干扰与反馈三、闭环控制系统的干扰与反馈四、控制系统的设计与实施四、控制系统的设计与实施第四单元第四单元 控制与设计控制与设计二、控制系统的工作过程与方法二、控制系统的工作过程与方法1、控制系统、控制系统2、开环控制系统、开环控制系统3、闭环控制系统、闭环控制系统1、控制系统、控制系统 自行车行驶的速度控制是通过脚蹬、曲柄、链自行车行驶的速度控制是通过脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮等部件来实现轮、中轴、链条、飞轮等部件来实现。电机、扇叶电机、扇叶 脚蹬、曲柄、链轮、脚蹬、
2、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮中轴、链条、飞轮脚踩的力脚踩的力（输入）（输入）行驶的速度行驶的速度 （输出）（输出）电风扇的风速控制是通过改变电机的转速电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来实现的。来实现的。风速的挡位风速的挡位 （输入）（输入）风速风速（输出）（输出）任何一种控制的实现，都要任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构通过若干个环节，这些环节就构成了系统，称为成了系统，称为控制系统控制系统。控制系统控制系统的输入与输出之间有一的输入与输出之间有一定的对应关系。定的对应关系。马上行动马上行动P102是否属于是否属于是否属于是否属于控制系统控制系统控制系统控制系统输入输入输
3、入输入输出输出输出输出电饭煲电饭煲电饭煲电饭煲脱粒机脱粒机脱粒机脱粒机红外线自动红外线自动红外线自动红外线自动水龙头水龙头水龙头水龙头 指出表中所列事例是否属于控制系指出表中所列事例是否属于控制系统，如果是控制系统，请指出系统的输统，如果是控制系统，请指出系统的输入、输出分别是什么？入、输出分别是什么？2、开环控制系统、开环控制系统 控制系统的输出量不对系统的控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统控制产生任何影响，这种控制系统称为称为开环控制系统开环控制系统。例如：游泳池注水控制系统例如：游泳池注水控制系统定时器定时器电磁阀门电磁阀门游泳池游泳池设定注水设定注水的时间的时间（
4、输入）（输入）水流量水流量游泳池的游泳池的水位水位（输出）（输出）案例分析案例分析P103自动门的控制系统自动门的控制系统自动门自动门电机电机控制电路控制电路检测到是检测到是否有人的否有人的信号信号（输入）（输入）门门开开 或关或关 （输出）（输出）转动转动马上行动马上行动P103 列举你所知道的开环控制系列举你所知道的开环控制系统。统。被控对象被控对象执行器执行器控制器控制器输入量输入量输出量输出量控制量控制量开环控制系统开环控制系统可以由下面的方框图可以由下面的方框图来描述：来描述：(给定量给定量)(被控量被控量)控制量与被控量的区别控制量与被控量的区别:控制量控制量:执行器的输出信号。执
5、行器的输出信号。被控量被控量:控制系统的输出信号。控制系统的输出信号。特点特点:信号的传递信号的传递是单向的。是单向的。输入量输入量：控制系统的给定量。：控制系统的给定量。控制器控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。的装置或元件。执行器执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元：直接对被控对象进行控制的装置或元件。件。控制量控制量：执行器的输出信号。：执行器的输出信号。被控对象被控对象：控制系统中所要求控制的装置或生：控制系统中所要求控制的装置或生产过程。产过程。输出量（被控量）输出量（被控量）：控制系统中所要控制的量，：控制系统中所要控制的量，
6、也是也是控制系统的输出信号控制系统的输出信号。案例分析案例分析P104 水泵抽水控制系统水泵抽水控制系统电机电机水泵水泵水管水管接通电源接通电源（输入）（输入）水管排出水水管排出水 （输出）（输出）水流量水流量马上行动马上行动P104用方框图说明下列开环控制系统的工作过程。用方框图说明下列开环控制系统的工作过程。（1）普通家用电饭煲的煮饭控制。）普通家用电饭煲的煮饭控制。（2）公共汽车车门的开关控制。）公共汽车车门的开关控制。（1）普通家用电饭煲的煮饭控制。）普通家用电饭煲的煮饭控制。电饭煲电饭煲电热丝电热丝机械与磁机械与磁性控制性控制 接通电源接通电源（输入）（输入）煮煮 饭饭（输出）（输出
7、）温度温度（2）公共汽车车门的开关控制。）公共汽车车门的开关控制。电磁阀门电磁阀门开关开关 接通电源接通电源（输入）（输入）开开/关关 （输出）（输出）气压气压车门车门（推动活塞）（推动活塞）3、闭环控制系统、闭环控制系统 控制系统的输出量返回到输入端并对控制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控制过程产生影响的控制系统称为闭环控闭环控制系统制系统。简单闭环控制系统的方框图：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输入量输入量输出量输出量控制量控制量检测装置检测装置比较器比较器-+特点特点：信号传递是闭合回路。：信号传递是闭合回路。控制器控制器电
8、磁阀门电磁阀门游泳池游泳池给定水位给定水位（输入）（输入）水流量水流量游泳池的游泳池的水位水位（输出）（输出）例如：游泳池注水控制系统。将输入由设例如：游泳池注水控制系统。将输入由设定注水时间改为设定游泳池水位定注水时间改为设定游泳池水位检测装置检测装置比较器比较器-+开环控制系统开环控制系统开环控制系统开环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统区别区别区别区别信号传递是单向的信号传递是单向的信号传递是单向的信号传递是单向的信号传递是闭合回路信号传递是闭合回路信号传递是闭合回路信号传递是闭合回路开环控制系统与闭环控制系统的区别开环控制系统与闭环控制系统的区别开环控制系统与闭环
9、控制系统的区别开环控制系统与闭环控制系统的区别:气压控制气压控制虹吸虹吸自动门自动门祭坛的火祭坛的火 点或灭点或灭 门门开或关开或关水流量水流量抽水马桶水箱控制系统的分析抽水马桶水箱控制系统的分析,并画出方框图并画出方框图.机械控制机械控制进水阀门进水阀门水箱水箱浮球浮球给定给定+水位水位-水流量水流量水箱的水位水箱的水位比较器比较器马上行动马上行动P106控制系统控制系统控制系统控制系统是否属于闭是否属于闭是否属于闭是否属于闭环控制系统环控制系统环控制系统环控制系统方框图方框图方框图方框图家用缝纫机的缝纫速度控制系统家用缝纫机的缝纫速度控制系统家用缝纫机的缝纫速度控制系统家用缝纫机的缝纫速度控制系统电冰箱的温度控制系统电冰箱的温度控制系统电冰箱的温度控制系统电冰箱的温度控制系统走道路的声光控制系统走道路的声光控制系统走道路的声光控制系统走道路的声光控制系统交通路口红绿灯自动控制系统交通路口红绿灯自动控制系统交通路口红绿灯自动控制系统交通路口红绿灯自动控制系统 判断下列控制系统是否属于闭环控制系判断下列控制系统是否属于闭环控制系统，画出方框图。统，画出方框图。作业作业:P107练习练习1、2、3