电子控制系统设计及应用(开环)

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《开环电子控制系统和闭环电子控制系统》核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学

《开环电子控制系统和闭环电子控制系统》教学分析在电子控制系统领域，开环电子控制系统和闭环电子控制系统是两种常见的控制方式。

本文将对这两种控制系统进行详细的教学分析，帮助读者更好地理解它们的原理和应用。

一、开环电子控制系统开环电子控制系统是一种简单的控制系统，它通过输入指令直接控制执行器的动作，而不思量输出结果对系统的影响。

开环系统中没有反馈回路，无法自动调节输出来纠正误差，因此对系统的稳定性和鲁棒性要求较高。

开环系统通常用于对控制要求不高的场合，如家用电器、玩具等。

开环电子控制系统的特点包括：1. 简单直观：只需输入指令，系统即可执行相应动作，操作简单直观。

2. 精度低：由于没有反馈回路，系统无法自动调节输出，容易受到外部干扰影响，精度较低。

3. 稳定性差：系统稳定性差，容易出现误差累积，影响系统的性能。

二、闭环电子控制系统闭环电子控制系统是一种相对复杂的控制系统，它通过测量输出并与期望输出进行比较，通过反馈回路来调节控制器的输出，以实现系统的稳定性和精度要求。

闭环系统具有自动调节功能，能够根据实际输出情况来调节控制器的输出，使系统更加稳定和精确。

闭环电子控制系统的特点包括：1. 精度高：通过反馈回路调节输出，能够实时纠正误差，提高系统的精度。

2. 稳定性好：系统稳定性高，能够自动调节输出以保持系统稳定。

3. 复杂性高：闭环系统相对开环系统更加复杂，需要精确的传感器和控制器来实现反馈控制。

在实际应用中，开环电子控制系统和闭环电子控制系统各有优缺点，需要根据具体的控制要求来选择合适的控制方式。

开环系统适用于对控制要求不高的场合，闭环系统适用于对精度和稳定性要求较高的场合。

通过本文的教学分析，读者可以更深入地了解开环电子控制系统和闭环电子控制系统的原理和特点，帮助他们在实际工程应用中选择合适的控制方式，提高系统的性能和稳定性。

教学设计方案（第一课时）一、教学目标：1. 了解开环电子控制系统和闭环电子控制系统的基本观点和原理；2. 能够区分开环电子控制系统和闭环电子控制系统的特点和应用途景；3. 能够分析和设计简单的开环电子控制系统和闭环电子控制系统。

1.3开环和闭环电子控制系统-苏教版高中通用技术选修一课件(共33张PPT)

讨论：请分析音乐喷泉控制系统的工作特点？
有音乐输入主机
有喷泉输出
无音乐输入主机
无喷泉输出
喷泉的输出会不会反过来影响到主机？
思考：
音乐喷泉控制系统的工作过程有没有反馈?
答：由于输出的喷泉对系统的控制状态并不产生影响，所以此系统也不存在反馈。
一、什么是开环电子控制系统

电子门铃的工作过程有没有反馈?
答：输出的音乐声的变化对系统的控制状态并不产生影响，
即不存在反馈。
分析下列电子控制系统：
电子控制系统电子音乐门铃系统路灯自动控制系统
电子锁
被控对象被控量扬声器音乐声
控制器
音乐集成电路
路灯
锁舌
光的变化电子电路锁舌的运动集成电路
自动门
门
门的开关集成电路
开环电子控制系统：电熨斗、电子门铃、电子调光台灯、电子手表、程序控制洗衣机
闭环电子控制系统：电热水器、空调、电冰箱、智能电饭煲、现代化农业温室
闭环电子控制系统与开环电子控制系统相比有什么优点？
闭环电子控制系统具有监测和反馈功能，可以提高控制的精度，而且能实现控制的自动化。
现在常用的家用电冰箱由压缩机、冷却器、散热器、
闭环电子控制系统的组成方框图如下：
输入
控制（处理）
输出
被控对象
反馈
检测
思考：
生活中那种产品的工作过程有反馈环节?
电冰箱就是一个实例。
家用电冰箱的恒温控制：
家用电冰箱的工作原理:
现在常见的家用电冰箱由电动机、压缩机、冷却器和散热器组成。它们之间用一根管道相连接，管道里装着一种沸点很低的制冷剂。管道的底部安装着压缩机，使制冷剂不断地在管道里循环。由于管道中有一小段十分铗窄的毛细管，从而限制了管道内制冷剂的流动速度，并使气态的制冷剂受到强大的压力，使之由气态变成液态，对外释放热量。当液态制冷剂通过毛细管进入电冰箱的内部由较粗管组成的冷却器时，由于压力突然降低，达到制冷的效果。

开环电子控制系统的结构方框图

04
开环电子控制系统的性能指标
稳定性
稳定系统
开环电子控制系统在受到外部干扰或内部参数变化时，能够保持稳定运行，不出现振荡、失控等现象。
稳定性分析
通过系统稳定性分析，确定系统是否稳定，并采取相应措施提高系统的稳定性。
快速性
响应速度
开环电子控制系统在接收到输入信号后，能够快速响应并输出相应的控制信号，以满足控制要求。
可靠性设计
通过可靠性设计，提高系统的抗干扰能力和故障恢复能力，确保系统可靠运行。
05
开环电子控制系统的应用领域
工业自动化
自动化生产线控制
开环电子控制系统广泛应用于自动化生产线控制，如机械臂、传送带、包装机等设备的协同工作，提高生产效率。
工业机器人
开环电子控制系统为工业机器人提供精确的运动控制，实现复杂动作的快速、准确执行。
简化控制系统设计
开环电子控制系统结构简单，设计相对容易。通过合理选择控制算法和参数，可以快速构建出满足特定需求的控制系统。
03
降低能耗和资源消耗
开环电子控制系统能够实现精确控制，有效降低能耗和资源消耗。在能
源、环保等领域，开环控制系统的应用有助于实现节能减排和可持续发
展。
开环电子控制系统的历史与发展
执行机构的动作与控制
总结词
执行机构的动作是开环电子控制系统的关键环节，主要任务是根据控制信号调节被控对象的参数。
详细描述
执行机构通常由电动机、电磁阀、调节阀等组成，根据接收到的控制信号调节被控对象的参数，如温度、压力、流量等。执行机构的动作直接影响被控对象的性能，因此需要
保证其稳定性和可靠性。
执行部分
总结词
驱动与调节

2020高考通用技术攻略浙江专用大二轮讲义：专题十电子控制系统的概述、设计及其应用

【考纲标准】1.(2017·11月浙江省选考)如图所示的光控电路，当光线暗到一定程度时，继电器J吸合，V1亮。

555集成电路6脚电位升至电源电压的三分之二时，3脚输出低电平；2脚电位降至电源电压的三分之一时，3脚输出高电平。

调试中发出V1始终不亮，下列故障原因分析中合理的是()A.R p虚焊B.R g与R p位置接反了C.R1阻值偏小D.继电器J额定电压偏大解析R p虚焊，2、6脚为高电平，3脚为低电平，V1不亮。

答案 A2.(2018·4月浙江省选考)如图所示是小明设计的泥土湿度检测电路。

把两探头插入花盆的泥土中，当泥土潮湿时，两探头间的电阻值较小；泥土干燥时，两探头间的电阻值较大。

泥土非常潮湿和非常干燥时，V4和V5中只有一个发光。

下列分析中不恰当的是()A.泥土非常潮湿时，V4发光、V5不发光B.调节R p1，可以改变V4、V5发光状态变化时的湿度设定值C.泥土非常干燥时，V1、V2的Uce都约为3 VD.当V4、V5都发光时，V1工作在放大状态解析泥土非常干燥时，V1的Uce都约为0.7 V。

答案 C3.(2019·4月浙江省选考)【加试题】如图所示的温控电路，用Rp设定555芯片5脚的电位Vct。

当温度超过60 ℃时散热风扇电机启动。

下列分析中不正确．．．的是()A.Rt应采用负温度系数的热敏电阻B.调大R h的阻值，电机启动时的温度低于60 ℃C.Rp的滑动触点向下移，电机启动时的温度高于60 ℃D.温度从60 ℃以上降低到60 ℃以下，电机就立即断电答案 D4.(2018·4月浙江省选考)如图所示是小明设计的暗室报警电路。

当暗室门被打开，光线强度达到一定时，蜂鸣器发出报警声。

请根据描述和电路图完成下列任务：(1)当光线由弱变强时，光敏电阻R g的阻值(在A.增大；B.减小；C.不变中选择合适的选项，将序号填入“”处)；(2)继电器J-2触点闭合时的作用是(在A.使二极管V1反向截止；B.使555集成电路3脚保持高电平输出；C.使蜂鸣器在暗室门关闭后继续报警中选择合适的选项，将序号填入“”处)；(3)小明搭建了测试电路，发现蜂鸣器始终不响。

开环、闭环、磁通门电流具体的应用

开环、闭环、磁通门电流具体的应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!开环、闭环、磁通门电流具体的应用在电子领域，开环控制、闭环控制以及磁通门电流是一些重要的概念，它们在各种应用中发挥着关键作用。

基于MATLAB的开环与闭环控制系统实验设计

110自动化控制Automatic Control电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 引言《自动控制原理》是自动控制学科的基础理论，是讨论和研究控制系统一般规律的课程。

大多数高校理工科专业都开设了该课程，其内容主要涉及经典控制理论，用到的数学工具主要是微分方程和传递函数，内容抽象乏味，学生学习积极性一直不是很高。

在第一章绪论部分，很多任课教师都会介绍自动控制系统的概念和分类；自动控制系统的分类方式有很多，最常见的是将其分为开环控制系统与闭环控制系统。

在课堂教学中，任课教师大多只是简单介绍一下开环与闭环控制的概念以及优缺点，而大多数学生对该知识点的理解也仅仅停留在概念上，死记硬背其特点及优缺点，并没有很好地理解清楚开环控制与闭环控制的作用，甚至有些学生到最后期末考试了，还分不清楚什么是开环控制，什么是闭环控制。

为了解决这个问题，本文设计了基于MATLAB 的电阻炉温度控制系统实验。

设计采用阶跃信号作为开环和闭环控制系统的输入，通过其过渡过程来分析系统的暂态与稳态性能指标；系统达到稳态时，给系统一个干扰信号来研究系统的抗干扰能力。

学生做实验时可以把这两种情况分别进行仿真和比较，学生可以直观地看到两种控制方式的不同效果，使学生可以更好地理解与掌握自动控制系统开环与闭环控制的特点及优缺点。

通过做实验可以提高学生的学习效率，增加学习兴趣。

2 被控对象的数学模型很多学生对自动控制原理课程的印象是抽象的公式和复杂的数学模型，以至于有些学生快结课了，也还没有弄明白自己学了什么，有什么用，他们不知道如何将自己学到的理论知识和工程实践相结合。

因此本实验设计以某工厂实际使用的电阻炉为被控对象，其示意图如图1所示，被控对象是由电炉容器、电阻丝和热电偶组成。

热电偶是传感器，电阻丝是执行器，做实验时学生只需要设计控制方式和控制器即可。

方便让学生理解，提高学习效率，可以把被控对象的数学模型抽象为，其传递函数由惯性环节和纯迟延环节组成。

开环控制和闭环控制的概念

开环控制和闭环控制的概念一、引言控制系统是指通过对被控对象施加某种干扰，使其在规定的时间内达到预定要求的系统。

控制系统主要分为开环控制和闭环控制两种。

二、开环控制1. 定义开环控制是指在不考虑被控对象反馈信号的情况下，根据输入信号直接输出干扰信号，从而使被控对象达到预期状态的一种控制方式。

2. 特点（1）简单易行：开环控制器结构简单，易于设计和实现。

（2）适用范围窄：由于不考虑被控对象反馈信号，因此只适用于对被控对象有足够了解且稳定性较高的场合。

（3）误差大：由于不考虑被控对象反馈信号，因此无法及时调整干扰信号，容易产生误差。

三、闭环控制1. 定义闭环控制是指通过对被控对象反馈信号进行测量和分析，并根据分析结果调整输出干扰信号，使其达到预期状态的一种控制方式。

2. 特点（1）精度高：由于能够及时调整干扰信号，因此能够减小误差，提高控制精度。

（2）适用范围广：由于能够根据被控对象反馈信号进行调整，因此适用范围较广。

（3）结构复杂：闭环控制器结构复杂，设计和实现难度较大。

四、开环控制与闭环控制的比较1. 总体比较开环控制器和闭环控制器都是常见的控制方式。

相对而言，开环控制器结构简单，易于设计和实现；而闭环控制器精度高、适用范围广，但结构复杂。

2. 误差比较由于开环控制器不考虑被控对象反馈信号，容易产生误差；而闭环控制器能够及时调整干扰信号，减小误差。

3. 适用范围比较由于开环控制器不考虑被控对象反馈信号，只适用于对被控对象有足够了解且稳定性较高的场合；而闭环控制器能够根据被控对象反馈信号进行调整，适用范围更广。

五、结论开环控制器和闭环控制器都有各自的优点和缺点，应根据具体情况选择合适的控制方式。

在实际应用中，一般采用闭环控制器，以提高控制精度和适用范围。

《开环电子控制系统和闭环电子控制系统核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学年

《开环电子控制系统和闭环电子控制系统》导学案一、导入电子控制系统是摩登工业中常见的控制系统，它通过电子设备和计算机技术实现对设备、机器或系统的控制和监测。

在电子控制系统中，开环控制和闭环控制是两种常见的控制方式。

本次导学案将重点介绍开环电子控制系统和闭环电子控制系统的观点、原理和应用。

二、观点诠释1. 开环电子控制系统：开环电子控制系统是指在控制过程中，控制器输出的控制信号不受被控对象状态的影响，即控制器输出的信号直接作用于被控对象，而不思量被控对象的实际状态反馈信息。

2. 闭环电子控制系统：闭环电子控制系统是指在控制过程中，控制器输出的控制信号受到被控对象状态的反馈影响，通过传感器获取被控对象的实际状态信息，再经过比较和调节后输出控制信号，实现对被控对象状态的准确控制。

三、原理分析1. 开环电子控制系统的原理：在开环控制系统中，控制器输出的信号直接作用于被控对象，不思量被控对象的实际状态反馈信息。

这种控制方式简单直接，但缺乏对被控对象状态的准确监测和调节，容易受到外部环境和干扰的影响。

2. 闭环电子控制系统的原理：在闭环控制系统中，通过传感器获取被控对象的实际状态信息，并与期望状态进行比较，再经过控制器调节输出控制信号，实现对被控对象状态的准确控制。

闭环控制系统具有较高的控制精度和稳定性，能够有效抑止外部干扰和变化。

四、应用实例1. 开环电子控制系统应用：开环控制系统适用于一些简单的控制场景，如家用电器、照明系统等，因为这些系统对控制精度要求不高，且受到外部干扰较小。

2. 闭环电子控制系统应用：闭环控制系统广泛应用于工业自动化、航空航天、医疗设备等领域，因为这些系统对控制精度和稳定性要求较高，需要实时监测和调节被控对象的状态。

五、知识拓展1. 开环与闭环控制系统的比较：开环控制系统简单直接，但稳定性和控制精度较差；闭环控制系统精度高、稳定性好，但设计和调试难度较大。

2. 控制系统的发展趋势：随着科技的发展，控制系统将向着智能化、自适应化方向发展，结合人工智能、大数据等技术，实现更高效、智能的控制和监测。

基于单片机控制的步进电机串行开环控制系统设计与实施探讨

基于单片机控制的步进电机串行开环控制系统设计与实施探讨摘要：抗扰性能高于电脑的根据工业测控环境条件设计制成的芯片（单片机）在步进电机控制系统中广泛应用。

控制电路不受负载位置反馈的开环控制简单易实现，价格较低。

本文对控制系统采用单片机制成的开环控制步进电机结合案例进行讨论分析。

关键词：单片机；步进电机；串行；开环控制；1引言微控制器（MCU，单片机）以小体积、多功能、高性价等优势在工业生产中占有重要的一席之地。

MCU上集成CPU、RAM、ROM、定时计数器、I/O电路、串行接口等部件于一体芯片，换而言之即为独一芯片上的电脑，其作为一个部件完美融入在工业应用中，被称为称为Embedded Microcon troller（嵌入式控制器）。

作为一类角位移由电脉冲形成的动力机构系统，步进电机通过脉冲信号驱动，每次按照生产设计预定的方向转动一个或倍数个步进角（设计时设定的一个固定角度）。

步进角个数决定角位移，而步进角个数由受控脉冲数控制。

电机调速时，同样以脉冲频率控制电机转动加速度，从而达到影响电机转速的目的。

现今各类步进电机均具备快速启停功能，其构成的自动动力系统一般无需反馈调节即可控制动力输出速度及位置，同时通常不积累位置上的系统误差。

而且，这种电机系统具备通用匹配的特点，能直接兼容数组设备以收受外部数字信号控制。

尽管比起开环控制来说，闭环控制相对而言较为可靠，然而闭环控制步进电机构成动力系统成本高于开环系统，且有不小的概率诱发动机系统的持续机械振荡。

同时，若有对系统动态性能上的考虑，则交、直流电机伺服系统是更好的选择。

综合性价比、需求目标等因素考虑开环控制系统属于步进电动机控制系统的多数选择。

2对单片机开环控制步进电机统各部分的分析2.1 电机开环控制系统步进电动机的控制方式中开环控制最简单的即是玎环控制系统。

图1所示即为一种步进电机开环控制系统示意图。

玎环控制下，脉冲电流作为电机控制的介质，其不受电机转子位置的影响。

电路中的控制系统开环控制与闭环控制的比较

电路中的控制系统开环控制与闭环控制的比较电路中的控制系统是指通过某种方式来控制电路中信号或物理量的变化。

在电路中，常用的控制方法包括开环控制和闭环控制。

本文将探讨开环控制和闭环控制的原理、优缺点以及适用环境，以便更好地理解和运用这两种控制方式。

一、开环控制开环控制（Open-loop Control）是指在控制系统中，输出信号不会对输入信号产生反馈，也不会对系统输出进行检测和修正。

简言之，开环控制是单向的信号流动，不考虑系统输出的影响。

开环控制的原理是通过设置输入信号或执行固定的操作，使系统按照预定的输出进行工作。

例如，我们常见的延时开关就是一个典型的开环控制系统。

在延时开关中，通过设置时间参数来控制输出开关在给定时间后关闭。

开环控制的优点是简单、低成本和快速响应。

由于没有反馈机制，所以系统设计较为简单，通常只需考虑初始参数即可。

此外，在某些需要快速响应的场景下，开环控制也能够满足需求。

然而，开环控制也存在一些缺点。

首先，由于没有反馈，系统无法检测和修正输出的误差。

其次，受到外界因素的影响，开环控制容易失效，导致系统输出无法达到预期。

因此，开环控制适用于对输出精度要求较低、环境稳定且变化较小的场景，例如恒温器的控制、闹钟等。

二、闭环控制闭环控制（Closed-loop Control），亦称反馈控制，是指系统通过对输出进行检测，并根据误差信号对系统输入信号进行修正，以达到期望的输出效果。

闭环控制的原理是通过反馈机制来修正系统输出。

在闭环控制中，输出信号经过传感器检测后与期望值进行比较，得到误差信号，然后利用控制算法对输入信号进行修正，使系统逐渐趋向于稳定状态。

闭环控制具有精度高、稳定性好、适应性强等优点。

由于有反馈机制的存在，系统可以不断检测和修正输出误差，从而实现更精确的控制。

此外，在环境变化较大的情况下，闭环控制可以根据反馈信号进行动态调整，适应性更强。

然而，闭环控制也存在一些缺点，包括较高的设计成本、复杂的实施和响应时间较长等。

5.2 开环电子控制系统的设计和应用教学设计

教学设计
设计目的：利用学生绘制的电路图，在仿真工具上进行仿真，检测电路中的问题，为在面包板上搭接电路提供保障。

【学习任务三】路灯模型搭接与展示：在面包板上利用选好的元器件搭接光控灯电路。

设计目的：通过前面的分析与仿真，学生实际体验搭接并演示电路的基本功能，锻炼动手能力的同时提升技术学习兴趣。

三、项目优化
【教师活动】提出问题：夜晚车灯照到路灯，路灯熄灭了。

请利用电容为路灯增加延时功能。

设计目的：通过分析生活实际，提出问题，并提示学生利用已经学习过的知识解决问题。

【学习任务四】路灯模型优化：在原来的电路图上增加延时电路。

设计目的：增加延时电路，在解决问题的同时体会电容的作用，为解决共性问题打下基础。

【教师活动】虚拟电路仿真
设计目的：利用学生修改的电路图，在仿真工具上进行仿真，检测电路中是否存在问题。

【学习任务四】路灯模型优化搭接与展示：在原来的面包板光控电路上增加延时电路，演示延时电路的功能。

设计目的：将生活中的实际现象通过层层递进的方式展现，提升技术学习的实践性与目的性。

四、总结
五、课后习题
1、将555芯片作为光控路灯的控制核心，在作业练习中进行连线。

2、试分析电路的工作过程。

3、利用面包板搭接该电路。

备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。

《开环电子控制系统的设计和应用导学案》

《开环电子控制系统的设计和应用》导学案导学目标：通过本次进修，学生将能够理解开环电子控制系统的原理和应用，掌握相关的设计方法和技术，提高对电子控制系统的理解和应用能力。

一、导入1. 让学生观看一个简单的视频，展示开环电子控制系统在现实生活中的应用途景，如自动灯光控制、温度调节等。

2. 引导学生思考：开环电子控制系统与闭环电子控制系统有何不同？为什么需要开环电子控制系统？二、知识讲解1. 介绍开环电子控制系统的基本原理和组成部分：传感器、执行器、控制器等。

2. 讲解开环电子控制系统的设计方法和技术：信号采集、信号处理、控制算法等。

3. 分析开环电子控制系统的优缺点：简单易实现、但不稳定且受外界干扰较大。

三、案例分析1. 以智能家居系统为例，讲解开环电子控制系统的设计与应用：如何实现自动灯光控制、智能家电控制等。

2. 分析案例中可能遇到的问题和解决方案：如何提高系统的稳定性和鲁棒性。

四、实践操作1. 提供一个简单的实验任务：设计一个开环电子控制系统，实现对温度的控制。

2. 学生分组进行实验，搭建电子控制系统并调试，观察系统的反馈效果。

五、总结反思1. 综合本次进修内容，让学生总结开环电子控制系统的特点和应用途景。

2. 引导学生思考：在实际应用中，如何选择合适的控制系统结构和算法？六、拓展延伸1. 鼓励学生自主进修，了解闭环电子控制系统的原理和应用。

2. 提供相关的进修资源和参考资料，帮助学生深入进修电子控制系统领域。

通过本次导学案的进修，置信学生们能够更深入地理解开环电子控制系统的设计和应用，提升自己的电子控制技术水平，为未来的进修和工作打下坚实的基础。

《开环电子控制系统的设计和应用核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学年高中通

《开环电子控制系统的设计和应用》导学案一、导学目标1. 了解开环电子控制系统的基本原理和特点。

2. 掌握开环电子控制系统的设计方法和应用技巧。

3. 能够分析和解决开环电子控制系统中的常见问题。

二、导学内容1. 开环电子控制系统的基本观点- 电子控制系统是利用电子器件和电路来控制和调节机械、电气、光学等系统的工作状态的系统。

开环电子控制系统是指系统输出量不受输入量的影响，即系统输出与输入之间没有反馈干系的控制系统。

2. 开环电子控制系统的特点- 开环电子控制系统具有简单、稳定、快速响应等特点，但对外部干扰和参数变化敏感，容易产生误差和漂移。

3. 开环电子控制系统的设计方法- 设计开环电子控制系统需要确定系统的输入、输出和控制对象，选择合适的传感器、执行器和控制器，建立数学模型并进行仿真验证。

4. 开环电子控制系统的应用技巧- 在实际应用中，需要思量系统的稳定性、可靠性、性能和成本等因素，合理选择控制策略和参数调节方法，优化系统性能。

5. 常见问题及解决方法- 开环电子控制系统常见问题包括系统误差、饱和现象、动态响应不稳定等，可以通过增加传感器精度、优化控制算法、调节控制参数等方式进行解决。

三、导学任务1. 阅读教材相关章节，了解开环电子控制系统的基本原理和特点。

2. 利用仿真软件搭建开环电子控制系统模型，进行系统设计和性能分析。

3. 完成实验报告，总结实验过程中遇到的问题及解决方法。

4. 参与讨论和交流，分享自己对开环电子控制系统的理解和经验。

四、导学反思通过本次导学活动，学生将深入了解开环电子控制系统的设计和应用，掌握系统分析和问题解决的方法，提高实践能力和创新认识。

同时，培养学生的团队合作和沟通能力，增进进修氛围的形成和发展。

希望学生能够在实践中不息提升自己，成为电子控制领域的优秀人才。

开环电子控制系统和闭环电子控制系统

知识回顾
开环控制系统（open loop control system）
控
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响
制
输入量
控制器
控制量
执行器
被控对象
输出量
系
统闭环控制系统
（closed loop control system）
把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响
比较器
给定量
控制器
控制量
信息输入
控制（处理）
输出
被控对象
闭环电子控制系统：
能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到控制处理部分，从而对系统的控制产生影响。
输入
控制（处理）
输出
被控对象
反馈
检测
输入预（置温度调节装）置
控制（处理）（电子电路）
输出
被控对象
（继电器等）（冷藏室）
反馈
检测（温度传感器）
开环电子控制系统：电熨斗、电子门铃、电子调光台灯、电子手表、程序控制洗衣机、带遥控的电视机
人体的红外信号
控制电路
转动
电机
自动门
自动门的
开或关
信息输入
控制（处理）ຫໍສະໝຸດ 输出被控对象闭环电子控制系统：电热水器、空调、电冰箱、智能电饭煲、现代化的农业温室、恒温箱控制
银行门口的自动门控制系统的工作过程如下：当人走近自动门时，门上的红外线感应器检测到人体红外信号，并把信号传递到控制电路中，控制电路控制电机转动，使自动门打开，当门开启后，控制电路将作出判断，如果没有人在门的四周，电机就做反向运转，使自动门关闭。
执行器
被控对象
被控量

开环直流调速控制系统

一、绪论直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。

在20世纪60年代，随着晶闸管的出现，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。

晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。

尽管目前交流调速的迅速发展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎。

但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场，并且建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。

现在的直流和交流调速装置都是数字化的，使用的芯片和软件各有特点，但基本控制原理有其共性。

长期以来，仿真领域的研究重点是仿真模型的建立这一环节上，即在系统模型建立以后要设计一种算法。

以使系统模型等为计算机所接受，然后再编制成计算机程序，并在计算机上运行。

因此产生了各种仿真算法和仿真软件。

MATLAB提供动态系统仿真工具Simulink，则是众多仿真软件中最强大、最优秀、最容易使用的一种。

它有效的解决了以上仿真技术中的问题。

在Simulink中，对系统进行建模将变的非常简单，而且仿真过程是交互的，因此可以很随意的改变仿真参数，并且立即可以得到修改后的结果。

另外，使用MATLAB中的各种分析工具，还可以对仿真结果进行分析和可视化。

Simulink可以超越理想的线性模型去探索更为现实的非线性问题的模型， Simulink会使你的计算机成为一个实验室，用它可对各种现实中存在的、不存在的、甚至是相反的系统进行建模与仿真。

传统的研究方法主要有解析法，实验法与仿真实验，其中前两种方法在具有各自优点的同时也存在着不同的局限性。

随着生产技术的发展，对电气传动在启制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、动态响应等方面提出了更高要求，这就要求大量使用调速系统。

由于直流电机的调速性能和转矩控制性能好，从20世纪30年代起，就开始使用直流调速系统。

它的发展过程是这样的：由最早的旋转变流机组控制发展为放大机、磁放大器控制；再进一步，用静止的晶闸管变流装置和模拟控制器实现直流调速；再后来，用可控整流和大功率晶体管组成的PWM控制电路实现数字化的直流调速，使系统快速性、可控性、经济性不断提高。

《开环电子控制系统作业设计方案》

《开环电子控制系统》作业设计方案第一课时一、设计目标本次作业设计旨在援助同砚加深对开环电子控制系统的理解，精通系统设计和调试的方法，提高同砚的实践能力和解决问题的能力。

二、设计内容1. 确定开环电子控制系统的基本原理和结构，包括传感器、执行器、控制器等各组成部分的功能和特点。

2. 设计一个简易的开环电子控制系统，要求系统能够对温度进行监测和控制。

详尽需求包括：- 应用LM35传感器采集温度数据；- 将温度数据传输给Arduino控制器；- Arduino控制器通过PID算法计算控制信号；- 控制信号驱动风扇进行温度调整。

3. 编写Arduino程序实现系统功能，并进行调试和验证。

4. 撰写试验报告，包括试验设计、试验过程、试验结果和分析等内容。

三、设计步骤1. 理论进修：同砚通过教室讲授和自主进修，了解开环电子控制系统的基本原理和结构，并精通LM35传感器、Arduino控制器和PID算法等知识。

2. 系统设计：同砚依据设计要求，绘制系统框图和电路毗连图，确定硬件和软件的设计方案。

3. 硬件搭建：同砚依据设计方案，搭建实际电子控制系统，包括毗连传感器、控制器和执行器等设备。

4. 软件编程：同砚接受Arduino IDE编写程序，实现温度数据采集、PID算法计算和控制信号输出等功能。

5. 系统调试：同砚将程序烧录到Arduino控制器中，通过串口监视器查看温度数据和控制信号，调整PID参数进行系统调试。

6. 试验验证：同砚利用系统监测室内温度，并通过控制器调整风扇速度，观察温度变化并记录数据。

7. 报告撰写：同砚依据试验结果，撰写试验报告，包括试验背景、设计方案、试验步骤、结果分析和改进建议等内容。

四、评判标准1. 设计方案的完备性和合理性；2. 系统搭建的准确性和稳定性；3. 软件程序的编写规范和功能实现；4. 试验结果的可靠性和分析能力；5. 报告撰写的明晰度和规范性。

五、拓展延伸为了进一步加强同砚对开环电子控制系统的熟识，可以思量以下拓展延伸内容：1. 设计具有自动校准功能的控制系统；2. 结合无线通信模块实现遥程监控和控制；3. 应用云平台实现数据存储和遥程访问等功能。

《开环电子控制系统的设计和应用导学案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》

《开环电子控制系统的设计和应用》导学案
一、导学目标
本导学案旨在帮助学生了解开环电子控制系统的基本原理、设计方法和应用领域，培养学生对电子控制系统的理解和能力，为学生将来的进修和工作打下坚实的基础。

二、导学内容
1. 什么是开环电子控制系统？
2. 开环电子控制系统的工作原理是什么？
3. 开环电子控制系统的设计方法有哪些？
4. 开环电子控制系统在哪些领域得到应用？
三、导学步骤
1. 学生可以通过查阅相关资料，了解开环电子控制系统的定义和基本原理，并在教室上与同砚分享自己的理解。

2. 学生可以通过实际案例，了解开环电子控制系统的工作原理和设计方法，并尝试设计一个简单的开环电子控制系统。

3. 学生可以通过参观实验室或企业，了解开环电子控制系统在工业控制、汽车控制等领域的应用，并撰写一份相关报告。

四、导学评判
通过本导学案的进修，学生将能够深入理解开环电子控制系统的原理和设计方法，提高自己的实践能力和应用能力，为将来的进修和工作打下坚实的基础。

五、拓展延伸
学生可以通过参与相关比赛或实习，进一步深入了解开环电子控制系统的应用领域和发展趋势，提高自己的专业水平宁竞争力。