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1、开环控制系统的基本组成与工作过程首都师范大学附属中学昌平学校解淑娜 任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节所涉及的装置就构成了一个系统，我们称之为控制系统。创设情境 1.控制系统由几个环节组成、各控制系统由几个环节组成、各环节所涉及的装置是什么？环节所涉及的装置是什么？2.输入与输出之间又有什么关系输入与输出之间又有什么关系？思 考阿里巴巴和四十大盗这个童话在现在变成这个童话在现在变成现实了吗现实了吗?这个控制系这个控制系统叫什么统叫什么?芝麻开门声控系统的组成组成部分对应名称输入声音输入声音输入量输入量声音传感器声音传感器传感器传感器控制电路控制电路控制器控制器电动机电动机执行器执
2、行器门门被控对象被控对象声控门是如何开关的呢声控门是如何开关的呢?思考声控门工作过程当发出的声音达到一定强度后当发出的声音达到一定强度后,声声音传感器就会检测到音传感器就会检测到,然后输出一然后输出一种电信号种电信号,这种电信号送到控制器这种电信号送到控制器后经过处理和放大后经过处理和放大,再输送到执行再输送到执行器器(电机电机),从而控制被控对象从而控制被控对象(门门)的运行与停止的运行与停止,这就是整个控制系这就是整个控制系统的工作过程。统的工作过程。信息总是自输入端单向传至输出端，不存在信息逆向流动，象这样的控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统称为开环控制系统。开环控制系
3、统开环控制系统特点：开环控制系统特点：2.信号信号单项单项传递传递1.输入与输出是输入与输出是因果因果关系关系马上行动：列举你所知道的开环控制系统马上行动：列举你所知道的开环控制系统。红绿灯定时控制系统、防盗报警红绿灯定时控制系统、防盗报警系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制系统、闹钟定时控制系统、声控灯、系统、闹钟定时控制系统、声控灯、自动烘手机、自动水龙头、洗衣机、自动烘手机、自动水龙头、洗衣机、电风扇的风速控制、直流电动机和数电风扇的风速控制、直流电动机和数控机床等。控机床等。开环控制系统是如何开环控制系统是如何进行工作的呢？进行工作的呢？自动门案例分析:自动
4、门控制系统自动门系统由四个子系统组成：自动门系统由四个子系统组成：传感器、控制器、执行器（电传感器、控制器、执行器（电动机）、被控对象（门）。动机）、被控对象（门）。1：自动门如何实现门的开与关？：自动门如何实现门的开与关？2：门靠什么力实现们的开和关的：门靠什么力实现们的开和关的？3：电机转动谁来指挥？：电机转动谁来指挥？4：控制电路怎样知道有人来了，从：控制电路怎样知道有人来了，从而指挥电动机运转？而指挥电动机运转？案例分析:自动门控制系统怎样用简短的语言来描述这一控制过程？怎样用简短的语言来描述这一控制过程？案例分析:自动门控制系统当有人来了，红外传感器检测到这一信号后，当有人来了，红外
5、传感器检测到这一信号后，传递给控制电路传递给控制电路,控制电路根据这一信号控制电路根据这一信号,控控制电动机制电动机,把门打开或关上。与人类比，传感把门打开或关上。与人类比，传感器相当于眼睛，判断有没有人要通过；控制器相当于眼睛，判断有没有人要通过；控制器相当于人脑，根据眼睛传来的信号下达指器相当于人脑，根据眼睛传来的信号下达指令；执行器相当于人手，把门打开。令；执行器相当于人手，把门打开。怎样用更简洁的方框图来描述这一过程？怎样用更简洁的方框图来描述这一过程？案例分析:自动门控制系统检测到是检测到是否有人的否有人的信号信号（输入）（输入）控制电路控制电路电机电机转动转动自动门自动门 门开门开
6、 或关或关 （输出）（输出）开环工作过程与方式红外装置检测红外装置检测人体热辐射发人体热辐射发出的信号出的信号开开/闭闭 自动门自动门 电机电机控制电路控制电路转动转动输入量输入量输入量输入量控制器控制器控制器控制器执行器执行器执行器执行器被控对象被控对象被控对象被控对象控制量控制量控制量控制量输出量输出量输出量输出量自动门控制系统自动门控制系统自动门控制系统自动门控制系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控制量控制量输出量输出量简单开环控制系统的方框图简单开环控制系统的方框图输入量：输入量：即控制系统的给定量。即控制系统的给定量。控制器：控制器：即对输入信号进行处理并发出控
7、制命令的装置即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。或元件。执行器：执行器：即直接对被控对象进行控制的装置或元件。即直接对被控对象进行控制的装置或元件。控制量：控制量：即执行器的输出信号。即执行器的输出信号。被控对象：被控对象：即控制系统中所要求控制的装置或生产过程。即控制系统中所要求控制的装置或生产过程。输出量：输出量：即控制系统所要控制的量。即控制系统所要控制的量。简单的控开环制系统由两部分组成，即被控对象被控对象和控制装置控制装置。其中的控制装置，包括传感器、控制器、执传感器、控制器、执行器行器等环节。开环控制系统的基本组成开环控制系统的基本组成输入量：控制系统的给定量。输入量：
8、控制系统的给定量。控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件。执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件。控制量：执行器的输出信号。控制量：执行器的输出信号。被控对象：控制系统中所要求控制的装置或生产过程。被控对象：控制系统中所要求控制的装置或生产过程。输出量（被控量）：控制系统中所要控制的量，也是控制系统的输输出量（被控量）：控制系统中所要控制的量，也是控制系统的输出信号。出信号。开环控制系统的方框图开环控制系统的方框图1.楼道声控灯楼道声控灯2.火灾自动报警系统火灾自动报警系统3.路灯控制系统路灯控制系统4.按时间顺序进行控制的按时间顺序进行控制的“交通交通路口红绿灯控制系统路口红绿灯控制系统”(自选一个写出组成和工作过程自选一个写出组成和工作过程)我能行用方框图表示下列控制系统应用提升根据自动门控制系统的过程和原理，根据自动门控制系统的过程和原理，稍加改动，你还可以设计出应用其稍加改动，你还可以设计出应用其他方面的控制系统吗？他方面的控制系统吗？课堂小结1.组成组成2.框图框图