控制系统框图-教学设计
控制系统框图
控制系统框图1. 引言控制系统框图是用于描述控制系统结构和组件之间关系的图表。
它通过显示控制系统中各个组件的连接和交互方式，帮助人们理解系统的工作原理和功能。
本文将介绍控制系统框图的基本概念和常用符号，并以一个简单的控制系统框图为例进行说明。
2. 控制系统框图的概念控制系统框图是一种图形化的表示方式，用于展示控制系统中各个组件之间的连接和关系。
它通常包括输入信号、控制器、执行器和输出信号等主要组件。
控制系统框图能够帮助人们直观地了解控制系统的结构和功能，方便进行系统的设计和分析。
3. 控制系统框图的符号控制系统框图使用一些特定的符号来表示各个组件和其之间的关系。
下面是一些常用的控制系统框图符号：3.1 输入信号输入信号通常用一个箭头表示，箭头的起点表示信号的源头，箭头的终点表示信号的目标。
输入信号可以是来自传感器或外部设备的信号，用于控制系统的输入。
3.2 控制器控制器通常用一个方框表示，方框内部可以包含控制器的具体功能描述。
控制器一般用于对输入信号进行处理和决策，并生成输出信号。
3.3 执行器执行器通常用一个圆形表示，圆形内部可以包含执行器的具体功能描述。
执行器用于接收控制器生成的输出信号，并执行相应的动作。
3.4 输出信号输出信号通常用一个箭头表示，箭头的起点表示信号的源头，箭头的终点表示信号的目标。
输出信号可以是执行器生成的动作信号，或者是控制系统的输出结果。
4. 示例控制系统框图下面是一个简单的控制系统框图示例，用于控制房间的温度：输入信号（外部温度）→ 控制器（温度调节器）→ 执行器（加热器）→ 输出信号（房间温度）该控制系统框图中，输入信号为外部温度信号，控制器为一个温度调节器，执行器为一个加热器，输出信号为房间的温度。
控制器根据输入信号判断房间温度的变化，并控制加热器的工作来调节房间温度。
5. 总结控制系统框图是描述控制系统结构和组件之间关系的图表。
它通过显示控制系统中各个组件的连接和交互方式，帮助人们理解系统的工作原理和功能。
一、控制系统框图的绘制方法
给定值 -
控制器
执行器
被控对象
被控量
反馈环节
闭环控制系统框图
控制系统 反馈环节 控制精度
应用范围
结构
成本
闭环
有
精度高
高精度、 高可靠、
结构复杂 成本高
开环
无
精度较低 控制精度
结构简单 成本低
要求不高
系统框图绘制技巧
输入量 控制器
控制量
输出量
执行器
被控对象
给定值 -
开环控制系统框图
控制器
执行器
被控对象
被控量
反馈环节
闭环控制系统框图
给定值 -
控制系统框图
控制器
执行器
被控对象
反馈环节
被控量
• 绘制技巧P112：
从右往左画：先画 被控对象 再画 执行器 再画 控制器
再画 反馈环节
最后画
夏天房间温度控制系统
给定值ห้องสมุดไป่ตู้+
-
夏天房间温度控制系统
控制器
执行器
被控对象
被控量
反馈环节
设定的 温度
闭环控制系统框图
学习目标：
1. 掌握开、闭环控制系统的组成，理解它们的区别。 2. 掌握系统框图的组成部分。 3. 学会用框图描述控制系统，并掌握绘图技巧。
案例分析：自动门
• 自动门的动作过程是怎样的？
– 当门口没有人时，门是关着的 ；当有人来门口时， 门1打1开 ；当人离开门口后一段时间，门关闭 。
• 自动门的功能和技术要求：
设定注水的时间 定时器
水流量
进水阀门
游泳池
游泳池的水位
开环控制系统
控制系统结构框架图
一．控制系统结构框架图数据总线由用于RS-485通信的双绞线和一根数据发送允许控制线——使能控制线组成。
示意图如下：当某个PLC需向其他PLC发送数据时，首先判断I0.0是否为高电平，如果为高电平，说明总线处于空闲状态，那么首先将Q0.0输出口导通，把使能找到的电平拉去，如果判断为低电平，则要一直要等到使能线上的电平为高时，才能发送数据，此种方法好处是每个单元都可作为主站或从站，串口数据由固定顺序的4个字节组成（数据1、数据2、数据3、数据4）主控板发送出的数据的含义数据1：主控板标志设定为0xaa数据2：电梯位于的楼层值数据3：电梯的运行方向数据4：电梯预到达的楼层楼层单元板发送数据的含义数据1：单元板标志设定为0x55数据2：乘坐者位于的楼层数据3：乘坐者预到的楼层数据4：乘坐者坐电梯的方向，向上运行设定为0x66,向下运行设定为0x99接受到数据后的运算处理：主控板PLC接收完成一组数据，首先判断数据4的值，若为0x66，时将数据2和数据3的值保存在VB2—VB6的存储器中，方法是：如果数据等于（a）,则VB(a)=0×66，若为0×99，则将数据2和3的值保存在VB11—VB15.楼层单元板PLC接收完一组数据后，要先判断数据1的值，若为0xaa说明是主控PLC发来的数据，则把数据2和数据3送给显示模块，判断数据4的值，点亮相对应的指示灯，若为0x55，则说明是楼层单元PLC发来的数据，则判断数据2和数据3的值，点亮相对应的指示灯。
三．电梯运行状态的控制电梯上点后，首先进行自检，包括厅门是否关闭，车厢门是否关闭，电梯是否为于正确的楼层位置，然后电梯自动运行到都正常的状态，（厅门关闭、车厢门关闭，读取到正常的楼层信息）静止下来，等待命令电梯在静止状态时，接收到的楼层单元发来的信息，判断数据2的大小，如果小于电梯位于的楼层值，电梯向下运行，否则电梯向上运行，电梯在运行的状态下，实时接收各楼层单元发来的数据并进行相应的处理，向下运行时，不断检测VB11—VB15，存储器中的值，在到达对应的楼层时停靠，并清零对应的存储器的值，直至VB1为零，电梯暂停，系统开始判断VB2—VB6中是否有存储器的值为0x66，如果有时开始向上运行，到达相应的楼层。
自动控制理论系统框图
1、图1是一个液位控制系统原理图.自动控制器通过比较实际液位与希望液位来调整气动阀门的开度，对误差进行修正,从而达到保持液位不变的目的。
（1）画出系统的控制方框图（方框内可用文字说明），并指出什么是输入量,什么是输出量。
（2）试画出相应的人工操纵液位控制系统方块图.解:（1）系统控制方框图如图1所示。
如图所示，输入量：希望液位;输出量：实际液位。
（2）相应的人工操纵液位控制系统方块图如图2所示。
希望液位实际液位肌肉、手阀门水箱眼睛图2脑2、图2是恒温箱的温度自动控制系统。
要求：（1)指出系统的被控对象、被控量以及各部件的作用，画出系统的方框图；（2)当恒温箱的温度变化时，试述系统的调节过程；（3)指出系统属于哪种类型？图2 温度控制系统解：（1）被控对象:恒温箱；被控量:温度；电阻丝：加热；热电偶：测温；电位器：比较；电压放大、功率放大：误差信号放大;电机、减速器、调压器：执行部件。
电机减速器调压器（2）设给定温度T0，当T 〉T0时，e 〈0,电机反转,调压器给出电压下降，恒温箱温度T 下降;反之，当T 〈T0时,e>0,电机正转，调压器给出电压上升，恒温箱温度T 上升。
(3)系统属于恒值控制系统。
3、 图3是仓库大门自动控制系统原理图。
（1） 说明系统自动控制大门开闭的工作原理； （2） 画出系统方框图。
图3放大器伺服电动机绞盘关门开关开门开关门u仓库大门自动控制系统原理图、解：（1）工作原理：当合上开门开关时，电位器桥式测量电路产生一个偏差电压信号。
此偏差电压经放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，使大门向上提起。
与此同时，与大门连在一起的电位器电刷上移，使桥式测量电路重新达到平衡,电动机停止转动，开门开关自动断开.反之，当合上关门开关时，伺服电动机反向转动，带动绞盘转动使大门关闭，从而实现远距离自动控制大门开启的要求。
（2）仓库大门自动控制系统原理方框图:。
《控制系统框图》课件
总结词
掌握绘制框图的正确方法是学习控制系统框图的关键。
详细描述
在绘制控制系统框图时，需要遵循一定的规则和步骤。首先，确定系统中的各个组成部分，并为其分配相应的方框。然后，根据各部分之间的相互关系，使用箭头将它们连接起来，箭头方向表示信号或信息的流向。为了使框图更加清晰易懂，可以使用不同的符号或标记来表示不同类型的框图元素。
《控制系统框图》ppt课件
目录
控制系统概述控制系统框图基础控制系统框图的实例分析控制系统框图的优化与改进控制系统框图的应用与发展
01
CHAPTER
控制系统概述
03
控制系统的性能指标包括稳定性、快速性、准确性和鲁棒性等。
01
控制系统是由控制器和被控对象组成的，通过改变被控对象的输入信号，使得被控对象的输出信号达到期望的输出值。
03
CHAPTER
控制系统框图的实例分析
总结词
描述了温度控制系统的组成和工作原理，包括温度传感器、控制器、加热器和冷却器等部件。
详细描述
温度控制系统框图包括温度传感器、控制器、加热器和冷却器等部件。温度传感器负责检测当前温度，并将信号传输给控制器。控制器根据设定温度与实际温度的差值，输出控制信号给加热器或冷却器，以调节温度。
交通管理
通过控制系统框图，实现农业设备的自动化控制，提高农业生产效率。
农业自动化
A
B
C
D
THANKS
感谢您的观看。
总结词
学会解读和分析框图是学习控制系统框图的重要目标。
要点一
要点二
详细描述
在掌握绘制方法的基础上，学会解读和分析控制系统框图是至关重要的。通过解读框图，可以了解系统的整体结构和各部分的功能，分析系统的工作原理和控制逻辑。同时，还可以通过分析框图来评估系统的性能、稳定性以及可能存在的问题。在分析过程中，需要运用相关的控制理论知识，如开环与闭环控制、稳定性分析等。
高中通用技术 4.3控制系统框图教案 地质版
课题控制系统框图课时1课时教学目标知识与技能：1、学会用框图来描述与表达控制系统。
2、能针对具体的控制系统绘制其控制控制系统框图3、学会运用信息的思想分析控制系统，加深对控制垢技术思想与方法的理解。
过程与方法：掌握从实际的案例中抽象出一般形式的方法。
情感态度与价值观：培养认真、严谨的科学态度。
教学重点难点重点：控制系统的框图表示。
难点：控制过程中的信息与信息流教学方法三阶段九环节教学媒体多媒体课件（ppt）教学过程设计教学过程教学内容学生活动教师活动一、创设情境，新授引入1、教师利用课件展示“双汇瘦精事件”图片，引起同学对于产品质量的重视。
教师结于对整个事件及双汇所进行的质量管理及改进措施进行简单介绍。
质量管理部门有：（1）、产品抽样检测（2）、产品质量分析部（3）、技术管理部（4）、生产管理部改进措施：（1）、生猪逐头检验，确保100%安全（2）、引入第三方检测机构，公开透明接受监督（3）、建立索赔机制把好上游关2、我们如果把双汇产品质量控制看作一个控制过程的欣赏图片，听取教师作相关介绍。
展示图片，并对事件作以简要介绍。
二、自主学习，讨论展示交流三、互相点评合作探究话，结合上节课所学习的内容，对于质量控制过程，其控制系统的组成由哪些环节构成？其各个部门相当于控制系统的哪个环节？3、展示课题，解读本课课标。
1、根据教师下发的导学案，各位同学完成导学案中教师所要求的复习回顾以及预习新知等有关于本课控制系统框图等理论性内容的学习，需时约10分钟。
2、讨论展示小组活动展示、点评分工一栏表1活动题目展示小组点评小组1、你认为该系统的被控制量是什么？你认为该系统的控制量是什么？为什么？1，5 4，72、你认为，构成这个质量管理系统不可或缺的部分有哪些？用控制的思想看，这些组成部分的功能都相当于控制系统哪些部分的功能？2，6 3．83、分析案例中各部门之间的关系，把这种关系用框图连接起来。
3，7 2，64、阅读教材并分析案例，看怎样看控制系统框图能更容易理解。
控制系统框图
热电偶
精品课件
3、人工 调节液面
给定值 比较器
大脑
液体输 出量
液面 位置
手、阀门
容器
眼睛
精品课件
4、希 罗的自 动门控 制系统
门的开/关
火炉
连动 系统
相关量
门的开/关
庙门
精品课件
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？
精品课件
精品课件
小结
控制系统的框图表示：
开环 闭环
精品课件
第三节 控制系统的框图
伊金霍洛旗高级中学通用技术教研组
精品课件
问题:
女红的基本功 “穿针引线”， 如何做好？
精品课件
“穿针引线”过程中
命令发出者是：
大脑
命令执行者是：
手
命令的作用对象是： 针、线
反馈环节是：
眼睛
精品课件
概念化：
描述性语言 命令发出者 命令执行者 命令的作用对象 反馈环节 期望值 控制目的
框图表示
给定值
控制器
控制量
被控量
执行器
被控 对象
给定值 比较器
2、闭环
控制器
控制量
被控量
第三节 控制系统框图(1课时)
比较熟悉，容易结合实例理解概念。
在第二个小节中涉及到比较多的概念，诸如通道、闭环、传感器、控制器、执行器等，也应结合实际案例进行讲解，避免枯燥的概念学习，使学生能够将抽象的概念与实际相联系，对控制系统框图的绘制有很大帮助作用。
学情分析学生通过前几次课的学习已对控制系统的基本概念与工作过程有了一定的了解，在分析的过程中绘制过框图，同时通过流程章节的学习对流程图有一定的掌握，具有信息传递的基本知识和体验，也具有观察和使用简单控制系统的生活体验，所有这些知识和经验储备，为教学中师生共同进行案例分析归纳画图，提供了学习行为的保障。
由于很多学生之前没有学过电子课，对传感器、控制器、执行器的具体实例没有太多的认识，因此在学习的过程中可能会产生一些困难，因此在教学中可以结合一些关于传感器、执行器的电子知识使学生更好的理解。
板书设计第三节控制系统框图一、水箱水位控制系统二、控制系统框图的绘制方法1．绘制框图方法①按下面的顺序确定系统各个环节a:被控对象b:执行器c:控制器d:反馈环节②确定被控量(输出量)、控制量、输入量、反馈量和偏差量③用带箭头的直线表示信息在系统中流动、传递的方向④加上比较环节三、控制系统框图中通道与环节的作用1．通道及其作用（结合框图说明）2．环节及其作用（1）传感器（2）控制器（3）执行器（4）比较环节教学环节教师活动学生活动设计意图导入环节复习：空调控制系统是开环系统还是闭环系统？回答问题复习开环和闭环的概念，引入框图新课实践一、水箱水位控制系统分析控制系统的工作过程，根据学生描述画出框图在框图中标出各个组成部分及各量的对应名称：传感器，控制器，执行器，输入，输出，偏差，输出量，控制量，反馈量二、控制系统框图的绘制方法1．绘制框图方法①按下面的顺序确定系统各个环节a:被控对象（关键，是具体的事物）b:执行器c:控制器（一般是控制电路）d:反馈环节(仅闭环系统)②确定被控量(输出量)、控制量、输入量、反馈量和偏差量③用带箭头的直线表示信息在系统中流动、传递的方向④加上比较环节2．绘制的技巧我们看图时，一般习惯自左向右看。
第四章 第2节 控制系统框图
11、系统作为黑箱，通过对_________________ 关系的 、系统作为黑箱，通过对 系统输入与输出 研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法， 研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法，就 是黑箱方法。 是黑箱方法。 12、在观看2008年北京奥运会电视转播时，使用者虽然 、在观看 年北京奥运会电视转播时， 年北京奥运会电视转播时 不一定懂得电视机内部的构造和机理， 不一定懂得电视机内部的构造和机理，却知道按哪个 开关打开它， 开关打开它，调整哪些开关可以得到清晰稳定的画面 效果，判断什么情况下大概出了什么故障等等。 效果，判断什么情况下大概出了什么故障等等。这是 方法的一种具体应用。 （ B ）方法的一种具体应用。 A、功能模拟法 B、 黑箱方法 、 、 C、 反馈方法 D 、控制方法 、
3.闭环控制系统由下列各个环节组成（ C ） ①控制器 ②执行器 ③被控对象 ④检测装置 A、①②③ B、①③④ C、①②③④ D、①②④ 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） 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（ B ） 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
第二节 控制系统 的组成和描述
一、控制系统的组成 温故而知新： 温故而知新： 请同学们来回忆并叙述一下 “投掷飞 投掷飞 骑自行车”的过程和主要环节， 镖”、“骑自行车”的过程和主要环节， 并说明两者的主要区别。 并说明两者的主要区别。
瓦特式调速器
例1：“投掷飞镖”过程的主要环节 ： 投掷飞镖”
4、希罗的自动门控制系统 、
1、供水 水箱的水 位自动控 制系统
浮子
预设 水位
高中通用技术粤教版必修2技术与设计2第四章《第二节二、控制系统的框图表示》公开课教师资格证面试试讲教案
高中通用技术粤教版必修2技术与设计2第四章《第二节二、控制系统的框图表示》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案1教学目标
1、知识与技能
a.通过周边实例的分析,理解控制系统的含义。
b.掌握开环控制系统的基本组成和工作过程,学会开环控制系统方框图的画法。
c.掌握闭环控制系统的基本组成和工作过程,学会闭环控制系统方框图的画法。
2、过程与方法
掌握从实际的案例中抽象出一般式的方法。
3、情感、态度和价值观
培养学生主动分析问题、解决问题的能力。
2学情分析
学生对开环控制和闭环控制已经有了一定的了解,并且具有观察和使用简单控制系统的生活体验,所有这些知识和经验储备,为对控制系统的过程的分析和方框图表示,提供了保障。
3重点难点
重点:掌握控制器、控制量、被控对象和被控量等概念。
难点:弄清楚控制器、控制量、被控对象和被控量等概念。
4教学过程
1【导入】通过游戏了解两种控制系统
在黑板上有两张大脸,“四官俱全”,没有鼻子。
请两位同学上来“填”鼻子,一位同学闭着眼睛画,另一位同学睁着眼睛画。
2【讲授】展示投掷飞镖的控制过程
让学生们了解开环控制系统的控制过程。
3【讲授】展示水塔水位控制系统的控制过程
让学生了解闭环控制系统的控制过程。
4【活动】联系前面所学的控制系统的相关知识，两个例子有什么异同？。
第3课 控制系统的组成与表示 教案5 六下信息科技赣科学技术版
本课程内容分为两个部分：第一部分是控制系统的组成，主要介绍控制系统的基本元件及其功能，如控制器、执行器、传感器等；第二部分是控制系统的表示，重点讲解如何运用框图表达控制系统的工作过程。在教学过程中，教师将引导学生通过实例学习控制系统的组成和表示方法，使学生能够独立分析和设计简单的控制系统。
控制系统的组成与表示教学设计
课题
控制系统的组成与表示
单元
第一单元
学科
信息科技
年级
六年级
教材分析
《控制系统的组成与表示》是江西科学技术出版社2023年信息科技六年级第一单元第三课的主题。本课程旨在帮助学生深入了解控制系统的构建和表达方式，以提升他们对控制系统的基本认识和实际应用能力。
课程主要教学目标有两点：一是使学生了解控制系统的组成部分及其功能，二是培养学生运用框图描述现实生活中常见控制系统工作过程的能力。通过本课程的学习，学生将能够分析控制系统的结构，并用框图直观地表达控制系统的工作原理。
重点
了解控制系统的组成与表示
难点
掌握用框图表达生活中常见的控制系统的工作过程
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
通过生活实例，如家庭电器控制、交通信号灯控制等，引导学生思考控制系统的基本组成和作用。
学生积极参与讨论，分享自己对控制系统的认识和体验。
激发学生兴趣，为讲授新课做好铺垫。
第三节___控制系统框图__学生用
第四章第三节控制系统框图目标：1、学会用框图描述与表达控制系统。
2、能针对具体的控制系统绘制其控制系统框图。
3、学会运用信息的思想分析控制系统，加深对控制设计的技术思想和方法的理解。
重难点：1、系统控制框图的绘制。
2、控制过程中的信息和信息流。
一、知识回顾：1、控制系统的组成：2、二、控制系统框图的绘制方法：1、绘制步骤：①按顺序确定系统各个环节：②③④2、绘制技巧：先画，再画，接着画、，最后画，连线，标注各量。
练一练⑴：画出课本111页图4—12水位自动控制系统的框图三、控制系统框图中的通道与环节的作用1、通道及其作用：2、环节及其作用：传感器：控制器：执行器：随堂练习1、画出开环控制系统和闭环控制系统的方框图学案92、下列说法中，正确的是（）A、在控制系统的框图中，闭环控制系统有两个基本通道，即前向通道和闭合回路B、在控制系统的前向通道中，信息流自系统输入量，经控制器到执行器C、在开环系统中，控制器根据传感器直接传送过来的信号，产生输出信号并传送给下一个环节D、执行器是控制器输出信号的执行机构3、在加热炉温度自动控制系统的设计中，下列分析不正确的是A．被控对象是加热炉B．被控量是炉内的温度C．设定量是设定温度D．执行器是加热炉4．如图所示，抽水马桶水箱的控制系统的设计中，下列设计分析不正确的是A．左图出水阀打开，水箱冲水，浮球带动进水阀开启，水箱进水B．右图水箱进水到指定水位，进水阀关闭C．该水位控制过程属于手动控制5、在家用空调器的温度自动控制系统中，下列分析不正确的是A．被控对象是空调房间 B．执行器是制冷制热装置C．输入量是房内实际温度 D．控制器是一种电子或微机控制装置6、闭环控制系统中的反馈环节的主要作用是A．减少输入量的偏差 B．减少输出量的偏差C．消除干扰因素 D．实现自动控制7、家用压力锅的压力控制系统是闭环控制系统，完成其控制系统框图①执行器是，被控对象是，检测装置是。
②框图：8、为了保证奥运期间北京的交通顺畅有序，北京启用了一种智能化的地感线圈，通过它能够感应车流量的多少，使红绿灯指挥更加智能化。
高中通用技术 4.2控制系统的基本组成与工作过程教案 地质版
第二节控制系统的基本组成与工作过程教学目标：1、建立控制实施的工作过程（针对开环控制和闭环控制）的经验或体验。
2、清楚一般控制系统的组成要素，熟悉简单控制系统的工作过程。
3、掌握控制过程的一般描述方法。
4、感觉、体验控制设计的一般思想方法和技术方法。
重难点：1、区别开、闭环信息流的传递方式。
2、控制过程分析。
课时安排：2课时。
知识提纲：1、控制系统组成：传感器、控制器、执行器、被控对象。
2、控制系统分类：开环控制系统、闭环控制系统。
3、控制系统框图：各环节、输入量、输出量。
教学思路：1、组成结构。
2、开环分析。
3、闭环分析。
4、两环比较。
5、习题巩固。
教学过程：新课导入：[师] 同学们好，上节课我们学习了第一节，从控制效果的角度对控制系统做了大概的了解。
有些自动控制系统能扮演人的角色，完成一些功能。
同学们可能在电视里看过，或是亲身经历过，在一些高级的饭店，或是其它一些场合，有专门的服务员在门口替人开门：当客人靠近时，把门打开，客人通过后，再把门关上。
有些饭店为了节省成本，不请专门负责开门的服务员，怎么办？那就装个自动门，这个自动门具有与这个服务员一样的作用：没人时，门关闭，有人靠近时，自动打开让人通过，一段时间后自动关闭。
这个门是怎样实现这个功能的呢？或者说，自动门的工作过程是怎样的呢？这个知识我们这节课就要学到。
今天我们来学习第二节：控制系统的基本组成与工作过程。
新课教学：[师] 自动门系统由四个子系统组成：传感器、控制器、执行器（电动机）、被控对象（门）。
[师] 当有人到达门前某一距离时，传感器感知，发出“有人”的信号，控制器接到传感器传来的信号后，经变换放大后传给执行器（电动机），电动机根据传来的开门信号转动，门（被控对象）被打开，控制器保持开门信号延时设定的时间后，自动发出关门信号，电动机反转，门重新关闭。
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。
第四节自动控制系统方块图
第四节自动控制系统方块图一.方块图的基本单元l.方块任何被研究的对象，如果可以抽象地用输入该对象的信号或变量以及从该对象输出的信号或变量表达时，就可以运用方块图方法中的方块来描述（下图）。
2.信号比较器一般采用符号“○”代表信号比较器。
如果信号线旁不带运算符号“＋”或“-”，则默认为“＋”。
3、信号分支点方块图中的信号分支，只要在信号线上任意点引出即可，分支点上的信号与原来的信号完全相同，如下图。
二、反馈原理反馈就是把系统的输出信号回送到系统的输入端并送加到输入信号中。
反馈分为正反馈和负反馈两种类型。
使输出信号与给定值的差趋于减小，这样的反馈称为负反馈，这样的系统称为负反馈系统。
几乎所有的自动控制系统都是负反馈控制系统。
三、传递函数为了描述控制系统中每一个部分或整个系统的输入变量与输出变量之间的关系，最常用的就是传递函数。
四、方块图的应用典型的简单反馈控制系统方块图如下图所示。
第五节控制系统分类一、各种分类的方法（l）如果按被控变量可划分为：温度、压力、液位、流量和成分等控制系统。
这是一种常见的分类。
（2）如果按被控系统中控制仪表及装置所用的动力和传递信号的介质可划分为：气动、电动、液动、机械式等控制系统。
（3）如果按被控制对象可划分为：流体输送设备、传热设备、精馏塔和化学反应器控制系统等。
（4）按调节器的控制规律可划分为：比例控制、积分控制、微分控制、比例积分控制、比例微分控制、比例积分微分控制等。
（5）按系统功能与结构可划分为：单回路简单控制系统；串级、比值、选择性、分程、前馈和均匀等常规复杂控制系统。
（6）按给定值的变化情况可划分为：定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
第六节自动控制系统的过渡过程及品质指标一、瞬态响应分析方法瞬态响应分析方法的基本做法是：给系统输入各种不同的典型信号，观察并分析系统的响应曲线。
1、静态与动态静态是指该变量不随时间而变化的某个平衡状态；动态是指该变量随时间而变化的不平衡状态。
2.3 控制系统的结构图方框图1
一、 方框图组成
框图包括函数方框、信号线、相加点、分支点等图形符号。
（1）方框（Block Diagram）: 表示输入到输出单向传输的函数关系
（2）信号线： 带有箭头的直线，箭头表示信号的流向 在信号线旁标注该信号的时间函数或是其拉式变换
（3）相加点（比较点、综合点）Summing Point
R(s)
U1(s)
U2 (s)
C(s)
G1(s)
G2 (s)
G3 (s)
R(s)
C(s) G(s)
（a）
（b）
特点：前一环节的输出量就是后一环节的输入量
U1 (s) G1 (s)R(s) U 2 (s) G2 (s)U1 (s) G2 (s)G1 (s)R(s) C(s) G3 (s)U 2 (s) G3 (s)G2 (s)G1 (s)R(s)
C(s) R(s)
G1(s)G2 (s)G3(s)
G(s)
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉 献教育（店铺）
n
G(s) Gi (s) n为相串联的环节数 i 1
串联环节的等效传递函数等于 所有传递函数的乘积
第二章 线性系统的数学模型
2.3 控制系统的结构图/方框图
2.3 控制系统的方框图
控制系统方框图（结构图）简称框图，它能够非常清楚 地表示出输入信号在系统各部分传递过程，又可以方便地求出 复杂系统的传递函数，也是系统数学模型的一种。
方框图 block diagram; block plan; fundamental diagram
在控制系统中，任何复杂系统主要由响应环节的方框经 串联、并联和反馈三种基本形式连接而成。
方框图的基本连接形式
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4、阅读教材并分析案例，看怎样看控制系统 4，8 1，5
框图能更容易理解。
答教师提 问。
自主学习， 完成导学 案内容。
各个小组 根据分配 问题互相 讨论完成， 并且各小 组在各自 小黑板中 写出相关 问题答案
教师提问， 同学思考 然后教师 展示课题 并对课标 进行简介
掌握调节 课堂进度， 对于错误 点评作以 点播
欣赏图片， 听取教师 作相关介 绍。
思考并回
展示图片， 并对事件 作以简要 介绍。
第1页
2013.6
二、自主学 习，讨论展 示交流
控制系统的组成由哪些环节构成？其各个部门相当于 控制系统的哪个环节？ 3、展示课题，解读本课课标。
1、根据教师下发的导学案，各位同学完成导学案中教 师所要求的复习回顾以及预习新知等有关于本课控制 系统框图等理论性内容的学习，需时约 10 分钟。
1、根据小组任务分配表，各个小组分别推选一位本小 组的发言人，对于展示小组的完成情况进行点评。 2、框图的一般形式 （1）、开环
从平常的案例中归纳出开环控制系统的框图表示。
各小组间 互相点评
控制量
三、互相点
输入量 控制
（给定量） 器
执行 器
被控 对象
输出量 （被控 量）
根据实例， 观看教师
评 合 作 探 （2）、闭环
情感态度与价值观：培养认真、严谨的科学态度。
教 学 重 重点：控制系统的框图表示。 点 难 点 难点：控制过程中的信息与信息流
教学方法
三阶段九环节
教学媒体
多媒体课件（ppt）
教学过程
教学过程设计
教学内容 1、教师利用课件展示“双汇瘦精事件”图片，引起同 学对于产品质量的重视。
学生活动
教师活动
一、创设情 境，新授引 入
教师结于对整个事件及双汇所进行的质量管理及 改进措施进行简单介绍。
质量管理部门有： （1）、产品抽样检测 （2）、产品质量分析部 （3）、技术管理部 （4）、生产管理部 改进措施： （1）、生猪逐头检验，确保 100%安全 （2）、引入第三方检测机构，公开透明接受监督 （3）、建立索赔机制 把好上游关 2、我们如果把双汇产品质量控制看作一个控制过程的 话，结合上节课所学习的内容，对于质量控制过程，其
息流特征。
拨 5
5、以质量控制实例及其它实例，分析它们共同的东西是什么？
（用信息表达的思想方法）
用方框图将下面的几个控制系统表示出来。 1、 供水水箱的水位自动控制系统 2、加热炉的温自动控制系统
随教师的 提问，同学 分别进行 展示及点 评。
教师随时 掌控课堂 进度，对同 学进行点 拨，
同学自主 练习
对于框图
究
从平常的案例中归纳出闭环控制系统的框图表示。 的 讲 解 或
技巧
比较
控制给定Leabharlann （输入量）器控制
器
量 执行 器
被控对 象
被控量 （输出量）
教师讲解 展示系统 控制框图 的画法及 做图技巧
检测装置
第2页
2013.6
3、以质量管理控制系统为例，控制系统的信息流向和 控制的思想与技术方法原理
四、课堂训 练
课题 课时数
教学 目标
控制系统框图
课型
新授
1 课时 知识与技能：
备课日期
2013 年 6 月 10 日
1、学会用框图来描述与表达控制系统。
2、能针对具体的控制系统绘制其控制控制系统框图
3、学会运用信息的思想分析控制系统，加深对控制垢技术思想与方法的理
解。
过程与方法：掌握从实际的案例中抽象出一般形式的方法。
小组活动展示、点评分工一栏表 2
活动题目
展示 小组
点评 小组
教师 点拨
1、质量管理系统中，各门诊部间传
递的是什么？分析的结果可否用于 1
8
所有控制系统。
视同
2、构成这个质量管理系统的各个组 2
成部分如何传递和处理信息的。
学分
7
析情
3、整个质量控制过程信息是怎样流 3
动？
况作
6
以点
4、以此为例，开环与闭环控制的信 4
学生小结
布置作业 任务
五、学习心 得 六、课下思 考
教学反思
（以上二图正确画法见课件展示） 控制系统的框图表示：开环、闭环
听取学生 小结课堂 情况，并作 以补充
利用自己可以找到简易材料，自己设计一个水位控 制系统的作品，要求：画出水位控制框图，包括作品及 作品的设计说明书。
控制系统框图包括两个重点问题，一是系统框图的画法，包括开环和闭环 两种形式;二是控制过程的信息及信息流。针对以上两个问题，采用两个课堂 实践活动：即通过两个表格所包含的实践环节，分别采用同学分组展示、小组 间互相讨论探究及当堂点评的方式，充分调动同学学习的主动性和积极性，激 发同学学习热情，积极投身到学习状态中去。这是这节课最大的亮点。同时， 本课选用双汇“瘦肉精”事件，创设具体的问题情境，对于同学的学习也具有 极大的吸引力，使同学的学习热情得到提高。这节课的不足之处，在于信息流 的流向问题，这了是这节课的难点所在，部分问题同学理解上还达不到相应的 高度，留有模糊空间，这需要进一步精选例题。
第3页
2013.6
2、讨论展示 小组活动展示、点评分工一栏表 1
活动题目
展示 点评 小组 小组
1、你认为该系统的被控制量是什么？你认为 1，5 4，7
该系统的控制量是什么？为什么？
2、你认为，构成这个质量管理系统不可或缺
的部分有哪些？用控制的思想看，这些组成 2，6 3．8
部分的功能都相当于控制系统哪些部分的功
能？
3、分析案例中各部门之间的关系，把这种关 3，7 2，6