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1、同享益众同享益众 沈云丰沈云丰 控制与设计控制与设计1控制的手段与应用2控制系统的工作过程与方式3闭环控制系统的干扰与反馈4控制系统的设计与实施控制系统的设计与实施2008.4同享益众同享益众 沈云丰沈云丰1.控制的手段2.控制的应用1.理解控制的含义。2.了解控制的手段。一、控制的手段与应用一、控制的手段与应用3.理解控制在生活理解控制在生活理解控制在生活理解控制在生活和生产中的应用。和生产中的应用。和生产中的应用。和生产中的应用。2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰1.1.控制的手段控制的手段 l一棵树可能因为某种一棵树可能因为某种原因结不出果实，也可原因结不出果
2、实，也可能硕果累累，而且果实能硕果累累，而且果实可以有大有小，或酸或可以有大有小，或酸或甜。甜。事物的发展具有多样性事物的发展具有多样性2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰事物的发展具有多样性事物的发展具有多样性l降落的雨水，可以用来灌溉农田，也可以供降落的雨水，可以用来灌溉农田，也可以供人们冲洗物品，还可以发电，但也可能流入人们冲洗物品，还可以发电，但也可能流入江河，甚至有可能引起洪涝灾害。江河，甚至有可能引起洪涝灾害。2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰马上行动（马上行动（P96）指出下列事物发展与变化的多种可能性：指出下列事物发展与变化
3、的多种可能性：鱼塘：鱼塘：成熟的西瓜：成熟的西瓜：流行性病毒：流行性病毒：鱼塘有可能干涸，有可能溢出水来；其中鱼塘有可能干涸，有可能溢出水来；其中鱼塘有可能干涸，有可能溢出水来；其中鱼塘有可能干涸，有可能溢出水来；其中的鱼可能多而肥，也可能少而弱等等。的鱼可能多而肥，也可能少而弱等等。的鱼可能多而肥，也可能少而弱等等。的鱼可能多而肥，也可能少而弱等等。可能被人摘下吃掉，可能被榨成汁可能被人摘下吃掉，可能被榨成汁可能被人摘下吃掉，可能被榨成汁可能被人摘下吃掉，可能被榨成汁做成饮料，也可能烂在西瓜地里。做成饮料，也可能烂在西瓜地里。做成饮料，也可能烂在西瓜地里。做成饮料，也可能烂在西瓜地里。可能传
4、染人群使人发病，可能被人可能传染人群使人发病，可能被人可能传染人群使人发病，可能被人可能传染人群使人发病，可能被人体的抵抗力所战胜，可能通过预防体的抵抗力所战胜，可能通过预防体的抵抗力所战胜，可能通过预防体的抵抗力所战胜，可能通过预防和综合治理而被控制。和综合治理而被控制。和综合治理而被控制。和综合治理而被控制。2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰 事物的发展结果可能是人们预先事物的发展结果可能是人们预先期望的，也可能与预期的目标不期望的，也可能与预期的目标不相符，甚至是不希望得到的。如相符，甚至是不希望得到的。如果人们想达到某一特定的目的，果人们想达到某一特定的目的
5、，就必须借助适当的手段来实现。就必须借助适当的手段来实现。事物的发展具有多样性事物的发展具有多样性2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰大禹治水大禹治水 2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰 大禹治水过程中，通过大禹治水过程中，通过什么手段实现什么手段实现治理好水患治理好水患的的目的？目的？疏通河道，泄洪为主 想一想：想一想：2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰事物的发展与变化一棵苹果树一棵苹果树天上降落的雨水天上降落的雨水骑自行车骑自行车结不出苹果结不出苹果结的苹果又多又大结的苹果又多又大结出苹果又小又酸结出苹果又小
6、又酸用来灌溉农田用来灌溉农田发电发电引起洪涝灾害引起洪涝灾害代步、省力代步、省力摔跟头摔跟头撞到物体和别人撞到物体和别人2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰采取的手段苹果树苹果树雨水雨水骑自行车骑自行车病虫害防治、果树管理、病虫害防治、果树管理、土壤管理等等土壤管理等等兴修水利、建水电站、兴修水利、建水电站、水源管理等等水源管理等等控制速度、骑车的技术、控制速度、骑车的技术、车的维护等等。车的维护等等。2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰 控制是根据自己的目的，通过一定的手段使事物沿着某一确定方向发展的行为和过程。控制的涵义控制的涵义 200
7、8.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰1、控制的对象是什么；控制现象的三要素：控制现象的三要素：2、控制要达到什么目的；3、采取什么控制手段。2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰马上行动（马上行动（P97）请举例说明，在你的生活中，还有哪些属于控制请举例说明，在你的生活中，还有哪些属于控制请举例说明，在你的生活中，还有哪些属于控制请举例说明，在你的生活中，还有哪些属于控制的事例，并填定下表。的事例，并填定下表。的事例，并填定下表。的事例，并填定下表。控制事例控制事例控制事例控制事例控制的对象控制的对象控制的对象控制的对象控制的目的控制的目的控制的目的
8、控制的目的 控制的手段控制的手段控制的手段控制的手段电风扇扇叶转速快慢的电风扇扇叶转速快慢的控制控制电风扇电风扇调节速度调节速度换档换档音响的音量控制音响的音量控制喇叭喇叭改变声音大小改变声音大小调音量调音量燃气热水器温度的控燃气热水器温度的控制制热水热水调节水温调节水温改变火焰大小改变火焰大小用喷雾器喷洒农药用喷雾器喷洒农药药液药液改变药量多少改变药量多少 调节阀门和气调节阀门和气压压2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰现代社会中的例子：现代社会中的例子：电视空调控制是普遍存在的控制是普遍存在的2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰电脑MP3
9、MP3现代社会中的例子：现代社会中的例子：控制是普遍存在的控制是普遍存在的2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰数控机床飞机驾驶现代社会中的例子：现代社会中的例子：控制是普遍存在的控制是普遍存在的2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰控制是控制是 普遍存在的普遍存在的2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰试验目的：试验目的：通过圆形齿轮与条形齿轮（齿条）组合起来产生的通过圆形齿轮与条形齿轮（齿条）组合起来产生的控制作用，理解控制的含义。控制作用，理解控制的含义。试验准备：试验准备：圆形齿轮、条形齿轮组各一个，其他材料圆形齿
10、轮、条形齿轮组各一个，其他材料根据自己的设计需要准备。根据自己的设计需要准备。试验过程：试验过程：1、在圆形齿轮上安装转动手柄。、在圆形齿轮上安装转动手柄。2、将条形齿轮平放于光滑桌面上。、将条形齿轮平放于光滑桌面上。3、选择合适的支架支撑圆形齿轮，保证齿轮间的啮合。、选择合适的支架支撑圆形齿轮，保证齿轮间的啮合。4、转动圆形齿轮上的手柄，观察条形齿轮的运动方式。、转动圆形齿轮上的手柄，观察条形齿轮的运动方式。（也可自行设计一个小试验，使得当圆形齿轮转动时，条形齿轮朝着某一方向做直线运动）（也可自行设计一个小试验，使得当圆形齿轮转动时，条形齿轮朝着某一方向做直线运动）2008.4第四单元 控制
11、与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰通过齿轮组可将手动圆周运动转变为直线运动。通过齿轮组可将手动圆周运动转变为直线运动。圆形齿轮与条形齿轮组合起来，能控制物体的前后圆形齿轮与条形齿轮组合起来，能控制物体的前后挪动或物体的提放，电脑光驱上光盘盒弹出和缩回挪动或物体的提放，电脑光驱上光盘盒弹出和缩回的控制，就应用了这个装置。的控制，就应用了这个装置。试验总结：试验总结：2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰各种齿轮传动各种齿轮传动2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰 请同学们说说你在生活学习请同学们说说你在生活学习中所见到的应用控制的事例。中所见到
12、的应用控制的事例。学校：学校：学校的音乐铃声、多媒体教学系学校的音乐铃声、多媒体教学系统、足球场草地自动喷淋系统、体育馆统、足球场草地自动喷淋系统、体育馆的自动伸缩坐椅等。的自动伸缩坐椅等。家庭：家庭：冰箱、电饭煲、微波炉等。冰箱、电饭煲、微波炉等。社会：社会：交通信号灯、电子警察、电梯、交通信号灯、电子警察、电梯、程控电话交换机等程控电话交换机等2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰控制的分类控制的分类从控制过程中人工干预的情形来从控制过程中人工干预的情形来分：分：人工控制：人工控制：自动控制：自动控制：控制的过程是在人的控制的过程是在人的直接干预和全程干预直接干预和
13、全程干预下进行的。下进行的。在无人直接参与的情在无人直接参与的情况下，使事物的变化况下，使事物的变化准确地按照期望的方准确地按照期望的方向进行。向进行。2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰案例分析案例分析（P98P98）手摇扇手摇扇手摇扇手摇扇电风扇电风扇电风扇电风扇空调器空调器空调器空调器手手手手摇摇扇子扇子扇子扇子产产生生生生风风利用利用利用利用电动电动机机机机产产生生生生风风自自自自动调动调温温温温从手摇扇到空调器从手摇扇到空调器(室内温度控制技术的发展室内温度控制技术的发展)2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰2.2.控制的应用控制的
14、应用 控制的应用自古就有，并在近代控制的应用自古就有，并在近代得到迅速发展，在社会生产生活的得到迅速发展，在社会生产生活的各个领域都有极其广泛的应用。各个领域都有极其广泛的应用。2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰汽车制造汽车制造 工业生产中工业生产中 汽车变速箱汽车变速箱汽车发动机汽车发动机2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰汽汽车车焊焊装装机机器器人人工业生产中工业生产中 汽车制造汽车制造 2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰汽车外壳冲压汽车外壳冲压汽车外壳油漆汽车外壳油漆工业生产中工业生产中 汽车制造汽车制造
15、2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰汽车混装车间汽车混装车间汽车出厂检测汽车出厂检测工业生产中工业生产中 汽车制造汽车制造 2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰农业生产中农业生产中 水车水车 2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰温室温室控温控温 农业生产中农业生产中 2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰农田灌溉农田灌溉 电源电源控控制制室室水水泵泵农业生产中农业生产中 2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰农业生产中农业生产中 2008.4第四单元 控制与设计同享益众
16、同享益众 沈云丰沈云丰农田灌溉农田灌溉 折射式折射式微喷微喷射射流流式式微微喷喷锤锤式式微微灌灌农业生产中农业生产中 2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰现现代代网网络络家家电电 日常生活中日常生活中 2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰日常生活中日常生活中 智能住宅智能住宅2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰精密制导导弹精密制导导弹军事、国防领域军事、国防领域 2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰“神舟神舟”飞船飞船 科学、技术领域科学、技术领域 2008.4第四单元 控制与设计同享益众同
17、享益众 沈云丰沈云丰思考 自动控制技术在各行各业的应用，一方面减轻了人的劳动强度，解放了劳动生产力，另一方面也可能造成失业人数增加。对此，你有什么看法？2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰 完成一天的工作，终于回到家里，可以好好休息一下了。在你完成一天的工作，终于回到家里，可以好好休息一下了。在你跨入房门时，你的跨入房门时，你的PDAPDA和笔记本电脑里面的最新数据和笔记本电脑里面的最新数据/文件自动传输文件自动传输到了家里的台式电脑上，今天刚存储在手机里面的新客户号码也自到了家里的台式电脑上，今天刚存储在手机里面的新客户号码也自动传输到了家里的台式电脑上。动传输到了
18、家里的台式电脑上。不想碰电脑了，看看新闻节目吧。当你打开电视机之后，自动不想碰电脑了，看看新闻节目吧。当你打开电视机之后，自动录像在录像在PCPC硬盘里的硬盘里的1010分钟开播的新闻节目自动传输到电视机，什么分钟开播的新闻节目自动传输到电视机，什么重要新闻都不会错过。这时，电视屏幕上提示你有一个电邮，不想重要新闻都不会错过。这时，电视屏幕上提示你有一个电邮，不想看电邮，看完新闻再说。突然看到一个新闻画面很有意思，于是你看电邮，看完新闻再说。突然看到一个新闻画面很有意思，于是你按了电视机遥控器上的一个键，放在电脑桌上的打印机把它打印了按了电视机遥控器上的一个键，放在电脑桌上的打印机把它打印了出
19、来。出来。控制应用的设想：控制应用的设想：2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰 看完了新闻，去冲个澡吧。卫生间里也有视听设施，播放的却看完了新闻，去冲个澡吧。卫生间里也有视听设施，播放的却是存储在电脑里的是存储在电脑里的MP3MP3音乐，或是电台节目。音乐，或是电台节目。虽然在电视屏幕上也可查看电邮，你还是选择了打开电脑看电虽然在电视屏幕上也可查看电邮，你还是选择了打开电脑看电邮，没什么急需处理的大事，明天上班以后再回复吧。邮，没什么急需处理的大事，明天上班以后再回复吧。看看有什么家务事要做，打开看看有什么家务事要做，打开“家庭管理程序家庭管理程序”，程序提示，程序提
20、示“冰箱里没菜了，最近你该多吃一点蔬菜冰箱里没菜了，最近你该多吃一点蔬菜”，洗衣机里面的衣服满了。，洗衣机里面的衣服满了。在管理程序里点一下在管理程序里点一下“订菜订菜”按钮，电脑会自动按你平时的个人喜按钮，电脑会自动按你平时的个人喜好和健康状况为你在网上订购蔬菜；再点一下好和健康状况为你在网上订购蔬菜；再点一下“洗衣洗衣”按钮，洗衣按钮，洗衣机开始洗衣服机开始洗衣服。控制应用的设想：控制应用的设想：2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰控制论创立者：控制论创立者：维纳维纳（美国科学家）20世纪40年代控制论控制论2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰
21、沈云丰练习：练习：（P101P101）1、分析下列控制现象是自动控制还是人工、分析下列控制现象是自动控制还是人工控制：控制：（1）摇动轳辘，提取井水；）摇动轳辘，提取井水；（2）用气筒给自行车的轮胎充气；）用气筒给自行车的轮胎充气；（3）电梯的上下运行控制；）电梯的上下运行控制；（4）农用灌溉抽水机抽水的控制。）农用灌溉抽水机抽水的控制。人工控制人工控制人工控制人工控制自动控制自动控制自动控制自动控制2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰练习：练习：（P101P101）2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰练习：练习：（P101P101）自行车的
22、制动系统：自行车的制动系统：由由刹车柄、刹车连杆、刹车柄、刹车连杆、软钢丝、车闸、刹车橡皮等软钢丝、车闸、刹车橡皮等部件构成。部件构成。自行车的传动系统：自行车的传动系统：由脚蹬、曲柄、链轮、中由脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮等部件构成。轴、链条、飞轮等部件构成。自行车的转向系统：自行车的转向系统：由龙头、前叉、前轮、由龙头、前叉、前轮、车架等部件构成。车架等部件构成。2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰1、控制的涵义（明确对象、目的、手段）2、手动控制和自动控制3、控制的应用。课堂回顾2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰控制是普遍存在。遥控航模飞机抽水马桶水箱的自动控制系统2008.4第四单元 控制与设计同享益众同享益众 沈云丰沈云丰抽水马桶水箱的自动控制系统抽水马桶水箱的自动控制系统2008.4