控制系统组成和描述最后定稿
第二节控制系统的组成和描述
叫给定量、基准量）进行比较，并根据它们的差别（误差）及时调整控 制作用，使控制的误差减小的系统。
例：骑自行车、人工调节液面、GPS导航、空调冰 箱的温度控制系统 等
一、控制系统
期望值
大脑
肢体
投掷飞镖的控制过程
飞镖
实际投掷 位置
任何一种控制的实现,都要通过若干个环节,这些环节就构成 了一个系统,称为控制系统。
自动门如何实现自动开关？
红外装置
控制电路 电机
红外装置是否检 测到人体热辐射 发出的信号
控制电路
电机 转动 自动门
门的开启 或关闭
案例分析
普通游泳池注水（定时）控制系统
在游泳池注水控制系统中，如果进水管单位 时间的水流量一定，那么游泳池水位的高度 与进水的时间是一一对应的。我们就可以通 过设定注水时间，使游泳池的水位达到希望 的高度。将注水的时间值（假设为2小时）设 定到定时器中，开启进水阀注水，一旦时间 到达，定时器就会通知进水阀门关闭，停止 向游泳池注水。
是
在电冰箱外放一盆冷水 否
2、反馈： 在控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端 并与输入量进行比较的过程，就是反馈（feedback）。
闭环控制系统比开环控制系统有更好的抗干扰能力。
输入量
比较器
+
简单闭环控制系统的方框图
控制器
控制量
执行器
被控对象
干扰因素是否一无是处？ 干扰因素有时要克服，有时还可利用。
例：在军事演习中，红方利用一定频率的电磁波对蓝方的信息指挥系统 进行干扰，使之不能正常工作。
案例分析
在电冰箱的温度控制系统中， 下列情况是否属于影响其温度控制的干扰因素
控制系统的组成与描述
系统输出量跟随输入量变化时产生的误差。
3
准确性指标
如稳态误差、相对误差等，用于定量评价控制系 统的准确性。
快速性评价
01
02
03
04
上升时间
系统响应从0达到稳态值所需 的时间。
峰值时间
系统响应达到第一个峰值所需 的时间。
调节时间
系统响应从起始状态到达并保 持在稳态值附近所需的时间。
快速性指标
06 控制系统设计与实现流程
明确需求和目标
确定被控对象
明确需要控制的物理系统或过程，了 解其特性和要求。
明确控制目标
确定控制系统的性能指标，如稳定性、 准确性、快速性等。
建立数学模型
选择建模方法
根据被控对象的特性和控制目标，选择合适的建模方法，如 机理建模、系统辨识等。
构建数学模型
利用建模方法，构建被控对象的数学模型，如传递函数、状 态空间方程等。
状态空间方程
包括状态方程和输出方程，描述系统状态随时间 变化的规律。
状态空间法特点
适用于多输入多输出系统和非线性系统，能全面 反映系统的动态和静态性能。
频率响应法
频率响应定义
系统在正弦信号作用下，输出与输入信号的幅值和相位随频率变 化的关系。
频率特性表示方法
包括幅频特性和相频特性，通常以极坐标图或对数坐标图表示。
05 常见控制策略及其特点
PID控制策略
比例控制（P）
根据误差的比例关系进行调节，快速减小误差。
积分控制（I）
消除静差，提高控制精度。
微分控制（D）
预测误差变化趋势，提前进行调节，改善系统动态性能。
最优控制策略
最优性
在给定约束条件下，使性能指标达到最优。
控制系统组成
控制系统组成
控制系统主要由以下部分组成：
1. 控制主体：即控制者，可以是个人或组织，通过对系统进行指挥和控制，实现系统功能。
2. 控制客体：即被控制的对象，可以是机械、电子、生物等实体，也可以是某个过程或状态。
3. 控制器：用于接收控制主体的指令，并将其转化为对控制客体的操作，是控制系统的核心部分。
4. 传感器：用于感知控制客体的状态，将感知到的信号转化为电信号或数字信号传输给控制器。
5. 执行器：用于接收控制器的指令，并将其转化为对控制客体的操作，如开关、调节阀等。
6. 反馈元件：用于将控制效果反馈给控制主体，以便对控制策略进行调整和优化。
7. 电源：为控制系统提供能源，通常为交流电或直流电。
8. 辅助元件：包括转换器、滤波器、保护器等，用于对信号进行转换、滤波和保护，保证控制系统的稳定性和可靠性。
这些组成部分通过一定的连接方式组成一个完整的控制系统，实现对被控制对象的稳定、高效、精确的控制。
自动控制系统组成资料
自动控制系统组成自动控制系统的组成及功能实现自动控制系统作为目前工业领域控制的核心，已经为大家所熟悉。
自动控制系统是指在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。
自动控制系统是实现自动化的主要手段，其组建了整个系统的大脑及神经网络。
自动控制系统的组成一般包括控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。
一、自动控制系统的分类自动控制系统按控制原理主要分为开环控制系统和闭环控制系统。
（一）开环控制系统在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。
开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。
主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。
（二）闭环控制系统闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。
闭环控制系统又称反馈控制系统。
自动控制系统按给定信号分类，可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
（三）恒值控制系统给定值不变，要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。
如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。
（四）随动控制系统给定值按未知时间函数变化，要求输出跟随给定值的变化。
如跟随卫星的雷达天线系统。
（五）程序控制系统给定值按一定时间函数变化。
如程控机床。
在我们的工业领域中，因控制的工艺流程复杂、生产数多、对产品质量控制严格，所以一般控制系统均为闭环控制系统。
二、控制系统各部分的功能（一）控制器目前控制系统的控制器主要包括PLC、DCS、FCS等主控制系统。
在底层应用最多的就是PLC控制系统，一般大中型控制系统中要求分散控制、集中管理的场合就会采用DCS控制系统，FCS系统主要应用在大型系统中,它也是21世纪最具发展潜力的现场总线控制系统，与PLC和DCS之间有着千丝万缕的联系。
控制系统的组成和描述
简单开环控制系统的方框图
控制量
输入量 控制器 执行器
被控对象 输出量
输入量：即控制系统的给定量。 控制器：即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：即直接对被控对象进行控制的装置或元件。 控制量：即执行器的输出信号。
被控对象：即控制系统中所要求控制的装置和生产过程。
声音传感 控制器
电动机
门的开、关
门
输出量
“芝麻开门”声控开门系统的控制方框 图
2021/5/27
请画出下列开环系统的方框图
公共汽车车门控制系统。
红绿灯定时转换控制系统。 游泳池定时注水控制系统。 定时控制
电动车防盗报警系统。 火灾报警系统。 音乐喷泉控制系统。 自动烘手机
2021/5/27
传感控制
给定值
控制器
期望值 大脑
执行器
肢体
控制量
被控对象 被控量
力
行驶方向
自行车
2021/5/27
眼睛
反馈环节
水箱注水控制系统方框图：
设定 时间
控制器
水流量
水箱的水位
进水阀门
水箱
（输出）
增加反馈后水箱注水控制系统方框图
给定
比较器 +
水位
控制器
-
水流量
进水阀门
水箱
检测装置
水箱的水位 （输出）
2021/5/27
1、公共汽车车门控制系统
输入量 (开、关)
控制器 (控制电路)
执行器 (执行活塞)
(压缩空 气流向)
被控对象 （车门）
2、游泳池定时注水控制系统
设定注 水时间
控制器 (定时器)
简述控制系统的构成
简述控制系统的构成一、前言控制系统是指通过对被控对象进行监测、比较、计算和调节等一系列控制手段，使其按照既定的要求或规律运行的系统。
在各个领域中都有广泛应用，例如工业生产、交通运输、医疗卫生等。
本文将从控制系统的构成入手，对其进行详细的介绍。
二、控制系统的构成1. 控制对象控制对象是指需要被控制的物体或过程。
在工业生产中，常见的控制对象有温度、压力、流量等；在交通运输中，常见的控制对象有车辆速度、船舶航向等；在医疗卫生中，常见的控制对象有心率、呼吸频率等。
2. 传感器传感器是将物理量转换为电信号输出的装置。
它能够将被测量物理量转换为与之成正比或反比的电压信号或电流信号，并将这些信号送到后续处理部分进行处理。
例如，在温度测量中，我们可以使用热敏电阻作为传感器；在压力测量中，我们可以使用压力传感器作为传感器。
3. 信号调理电路信号调理电路是对传感器输出的信号进行放大、滤波、变换等处理的电路。
由于传感器输出的信号往往较小，且受到环境干扰，因此需要进行信号调理以提高精度和稳定性。
例如，在温度测量中，我们可以使用差分放大电路对热敏电阻输出的微弱信号进行放大。
4. 控制器控制器是根据控制对象的状态和要求，通过计算和比较等方法生成控制信号的装置。
它能够根据反馈信息对被控对象进行调节，使其达到预期目标。
常见的控制器有PID控制器、模糊控制器等。
5. 执行机构执行机构是将控制信号转换为物理动作的装置。
它能够对被控对象进行实际操作，例如打开或关闭阀门、加热或降温等。
常见的执行机构有电动阀门、电动马达等。
6. 反馈元件反馈元件是将被控对象状态转换为电信号输出给控制器的装置。
它能够实时监测被控对象状态，并将监测结果反馈给控制器进行比较和计算。
常见的反馈元件有光电传感器、编码器等。
7. 供电系统供电系统是为控制系统提供稳定的电源的装置。
它能够保证各组成部分正常运行，避免由于电源不稳定而导致的故障和误差。
常见的供电系统有直流电源、交流电源等。
技术《控制系统的组成和描述》说课教案
通用技术《控制系统的组成和描述》说课教案第一章：控制系统的概念1.1 引言引入控制系统的概念，解释其在工程和技术领域的重要性。
激发学生对控制系统的好奇心和兴趣。
1.2 控制系统的定义解释控制系统的定义，包括输入、输出和控制器的概念。
通过实例说明控制系统的应用，如温度控制器、汽车制动系统等。
1.3 控制系统的目标讨论控制系统的目标，包括稳定性、快速性和准确性。
解释控制系统在不同领域的具体应用目标。
第二章：控制系统的组成2.1 控制系统的基本组成部分介绍控制系统的基本组成部分，包括被控对象、控制器、传感器和执行器。
解释各部分的作用和相互关系。
2.2 被控对象讨论被控对象的特点和分类，如线性、非线性和时变系统。
解释被控对象对控制系统性能的影响。
2.3 控制器介绍控制器的类型和功能，如PID控制器、模糊控制器等。
讨论控制器的设计方法和选择原则。
第三章：控制系统的描述3.1 数学模型描述介绍控制系统数学模型的概念和重要性。
解释数学模型中的传递函数、状态空间表示等。
3.2 物理意义描述讨论控制系统物理意义的描述方法，如系统动力学模型。
解释不同物理意义描述方法的应用和优缺点。
3.3 仿真模型描述介绍控制系统仿真模型的概念和作用。
解释仿真软件的使用方法和仿真结果的分析。
第四章：控制系统的设计方法4.1 控制系统设计的基本原则讨论控制系统设计的基本原则，如稳定性、快速性和准确性。
解释不同设计方法的目标和限制。
4.2 经典控制系统设计方法介绍经典控制系统设计方法，如PID控制器设计。
解释设计方法的原理和步骤。
4.3 现代控制系统设计方法介绍现代控制系统设计方法，如模糊控制器和神经网络控制器设计。
解释设计方法的原理和应用。
第五章：控制系统应用案例分析5.1 案例一：温度控制系统分析温度控制系统的组成和描述方法。
讨论温度控制系统的设计方法和应用。
5.2 案例二：自动驾驶控制系统分析自动驾驶控制系统的组成和描述方法。
讨论自动驾驶控制系统的设计方法和应用。
控制系统的组成和描述
电子 电路
制冷 装置
冰箱
冰箱实 际温度
温度传感器
Байду номын сангаас
3、抽水马桶自动控制系统 、
设定 水位
进水量
（闭环） 闭环）
水箱 水箱 水位
连杆 机构
进水 阀门 检测装置
开环） 4、走道路灯的声光控制系统 （开环） 、
时间
设定 声音 分贝
控制 电路
计时器
灯泡
灯光
简单闭环控制系统的方框图： 简单闭环控制系统的方框图：
比较器 给定量
﹢ × ﹣
控 制 器
被 执 控制量 控 行 对 器 象 检测装置
被控量
案例分析：空调器温度控制系统 案例分析：
炎炎夏日，人们采取各种消暑措施消暑，空调是 炎炎夏日，人们采取各种消暑措施消暑， 第一选择。那么，空调器是如何控制温度的呢？ 第一选择。那么，空调器是如何控制温度的呢？它的 工作过程又如何呢？ 工作过程又如何呢？ 提示：如设定温度为25 室内温度如果高于25 提示：如设定温度为25oC，室内温度如果高于25oC， 那么空调通过比较， 那么空调通过比较，控制电路发出信号促使压缩机进 行工作；当温度达到25 控制电路发出信号， 行工作；当温度达到25oC时，控制电路发出信号， 压缩机停止工作，风扇照常工作。因此， 压缩机停止工作，风扇照常工作。因此，空调温度控 制系统中有从输出端返回到输入端的信息反馈， 制系统中有从输出端返回到输入端的信息反馈，它是 闭环控制系统。 闭环控制系统。
问题：根据空调器的工作过程，试画出其温 问题：根据空调器的工作过程，试画出其温 度控制系统的方框图 的方框图。 度控制系统的方框图。
空调器温度控制系统方框图如下： 空调器温度控制系统方框图如下：
控制系统的构成和工作原理
控制系统的构成和工作原理
控制系统通常由以下几个主要组成部分构成：
1. 输入：控制系统接收的信号或信息，通常是来自于系统的感知器或传感器等设备。
2. 控制器：控制系统的核心部分，根据输入信号进行处理和计算，生成相应的控制指令。
3. 执行器：控制系统的输出部分，根据控制指令执行相应的操作，控制被控对象的状态或行为。
4. 反馈回路：控制系统通常会引入反馈回路，将被控对象的状态或行为的信息反馈给控制器，以实现对系统的闭环控制。
控制系统的工作原理可以分为开环控制和闭环控制两种：
1. 开环控制：控制器根据预先设定的控制指令，直接输出到执行器，控制被控对象的状态或行为。
开环控制没有反馈回路，无法对系统的实际状态进行实时调整。
优点是简单，适用于一些简单的控制需求，缺点是对系统外部的扰动和内部的参数变化较为敏感。
2. 闭环控制：控制器根据感知器或传感器等设备反馈的信息，与预设的控制指令进行比较，计算出控制误差，并调整控制指令，再次输出到执行器，通过不断调整控制指令，使得被控对象的状态或行为逐渐接近预设值。
闭环控制可以实现对系统状态的实时调整和校正，能够对扰动和参数变化做出相应的补偿。
优点是精确、稳定，适用于对系统要求高精度和稳定性的控制需求，缺点是比开环控制复杂一些。
需要注意的是，控制系统的构成和工作原理可以根据具体的应用领域和需求而有所差异，上述仅为一般情况下的描述。
简单控制系统的组成精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版●简单控制系统的组成四个基本组成部分：被控对象、检测与变送仪表、调节器（控制器）、执行机构。
简单控制系统的工作过程变量、执行器、控制器类型的确定●串级控制系统的组成四个基本组成部分：两个被控对象、两套检测与变送仪表、两个调节器（控制器）、执行机构。
系统主副控制器正、反作用方向的确定：先副后主特点：在系统结构上，它是由两个闭环回路，副回路起快速的“粗调”作用，主回路则起“细调”作用，系统的鲁棒性好，副回路是一个随动控制系统，所以系统对负荷的改变有一定的自适应能力●均匀控制系统的特点结构上无特殊性，区别在控制目的和参数的整定工艺参数应在允许的范围内缓慢变化●比值控制系统使一中物料随另一种物料按一定的比例变化的控制系统比值和比值系数的计算●前馈控制系统是测量进入过程的干扰（包括外界干扰和设定值变化），并按其信号产生合适的控制作用去改变操纵变量，使被控变量维持在设定值上● 分程控制系统是一台调节器的输出仅操纵一个调节阀, 若一台调节器去控制两个以上的调节阀, 并且是按输出信号的不同区间去操作不同的阀门, 这种控制方式习惯上称为分程控制。
● 选择控制系统是生产过程中的限制条件所构成的逻辑关系，叠加到正常的自动控制系统上去的一种组合控制方法。
至操作极限时，通过选择器把一个用于控制不安全情况的备用控制系统取代正常工况下，待回到正常工况后又切回到正常工况下。
● 图为锅炉汽包液位控制系统，生产工艺要求汽包水位一定必须稳定。
1）指出该系统为什么样的系统；2）指出被控参数和控制参数3）确定调节阀应该选气开还是气关？并说明原因。
4）调节器的控制规律及其正、反作用方式？并说明原因答；1）、单回路控制系统（2）、被控参数为汽包液位、控制参数给水流量（3）应选择气关式。
因为在气源压力中断时，调节阀可以自动打开，以保证锅炉不被烧干 （ 4）调节阀应选择气关式，则液位控制器应为正作用，当检测到液位增加时，控制器应加大输出，则调节阀关小，使汽包液位稳定或当检测到液位增减小时，控制器应减小输出，则调节阀开大，使汽包液位稳定● 如下图所示的管式加热炉出口温度控制系统，主要扰动来自燃料流量的波动，试分析：（1）该系统是一个什么类型的控制系统？画出其方框图（2）确定调节阀的气开气关形式，并说明原因（3）确定两个调节器的正反作用。
技术《控制系统的组成和描述》说课教案
一、教材分析《控制系统的组成和描述》是通用技术课程中的一节重要内容，主要介绍了控制系统的概念、组成及描述方法。
通过本节内容的学习，学生能够了解控制系统的的基本原理，掌握控制系统的基本组成部分，以及运用数学语言描述控制系统的方法。
二、教学目标1. 知识与技能：（1）了解控制系统的概念及重要性；（2）掌握控制系统的基本组成部分；（3）学会用数学语言描述控制系统。
2. 过程与方法：（1）通过实例分析，引导学生认识控制系统；（2）通过小组讨论，探究控制系统的组成；（3）利用数学工具，对控制系统进行描述。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对通用技术的兴趣；（2）培养学生团队合作精神；（3）培养学生运用数学语言解决实际问题的能力。
三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）控制系统的概念及重要性；（2）控制系统的基本组成部分；（3）用数学语言描述控制系统的方法。
2. 教学难点：（1）控制系统的基本组成部分的理解；（2）数学语言描述控制系统的运用。
四、教学方法1. 实例导入：通过生活中的实例，引导学生认识控制系统，激发学生学习兴趣；2. 小组讨论：组织学生分组讨论，共同探究控制系统的组成，培养团队合作精神；3. 讲解演示：教师对控制系统的基本组成进行讲解，引导学生理解并掌握相关概念；4. 练习巩固：学生运用所学知识，用数学语言描述控制系统，巩固所学内容。
五、教学过程1. 导入：通过生活中的实例，如汽车行驶过程中的制动系统，引出控制系统概念，激发学生学习兴趣；2. 探究：组织学生分组讨论，共同探究控制系统的组成，如控制器、被控对象、反馈元件等；3. 讲解：教师对控制系统的基本组成进行讲解，引导学生理解并掌握相关概念；4. 练习：学生运用所学知识，用数学语言描述给出的控制系统实例；5. 总结：对本节课的内容进行总结，强调控制系统的基本组成及描述方法的重要性。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问学生，了解他们对控制系统概念和组成的理解程度。
电脑控制系统的基本组成
电脑控制系统的基本组成
电脑控制系统是一种用于控制电脑硬件和软件的系统。
它由多
个组成部分组成，每个部分都起着关键的作用，保证了电脑的正常
运行和功能。
1. 中央处理器（CPU）
中央处理器是电脑控制系统的核心组成部分。
它负责执行指令、处理数据和控制其他硬件组件的操作。
中央处理器内部包含算术逻
辑单元、控制单元和寄存器等组件，它们协同工作，完成各种计算
和操作。
2. 存储器
存储器是用于存储数据和程序的组件。
它分为主存储器（RAM）和辅助存储器两部分。
主存储器用于临时存储当前运行
的程序和数据，而辅助存储器（如硬盘、固态硬盘）用于永久存储
数据和程序。
3. 输入和输出设备
输入设备用于将外部信号转换为计算机能够理解的电信号，常
见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。
输出设备则将计算机处理
后的数据转换为人类可读的形式，如显示器、打印机、音频设备等。
4. 操作系统
操作系统是电脑控制系统的核心软件，它负责管理和控制硬件
资源，协调各个程序的执行，提供用户接口和服务。
常见的操作系
统有Windows、macOS、Linux等。
5. 应用软件
应用软件是基于电脑控制系统运行的具体应用程序，如文字处
理软件、表格软件、数据库软件等。
它们通过操作系统和硬件的支持，实现特定的功能和任务。
以上是电脑控制系统的基本组成。
每个组件都扮演着重要的角色，相互配合，确保了电脑正常运行和灵活应用。
控制系统基本组成与工作过程介绍
控制系统的基本组成和工作过程介 绍
控制系统
归纳共同点，并尝试使用方框图来表示上述控制 系统
输入量
控制系统
输出量
控制系统的输入与输出之间有一定的对应关系。
控制系统的基本组成和工作过程介 绍
马上行动
是否属于 控制系统
输入
输出 控制系统的组成
普通 电灯
接通电源的 电灯的照 开关、灯泡、灯
是
电信号 明亮度 座、导线、电源
控制系统的基本组成和工作过程介 绍
什么是控制系统？
1、控制系统： 任何一种控制的实现，都要通过若干个
环节，这些环节就构成了一个控制系统。
控制系统一般都有“输入环节”+“控制环 节”+“执行环节”“输出环节”。 2、组成：
传感器、控制器、执行器、被控对象。
控制系统的基本组成和工作过程介 绍
控制系统的基本组成和工作过程介 绍
控制系统的基本组成和工作过程介 绍
控制系统的基本组成和工作过程介 绍
希罗的自动门
公元1世纪，希腊人希罗建造的自动打开庙门的 装置是最早利用气压和液压为动力的自动门。
控制系统的基本组成和工作过程介 绍
自动门的动作过程是：当门口没有人时， 门是关着的；当有人来到门口时，门打开； 当人离开门口后一段时间，门又关闭。 自动门的功能和技术要求有： 功能： （1）无人时，常关； （2）有人时，开门。
画的手的位置
眼睛
人的反馈控制系统
控制系统的基本组成和工作过程介 绍
开环控制系统
1、定义：控制系统的输出量不对系统的控制产生
任何影响。如：自动声光控灯，自动门、自动烘手机、定
时红绿灯等。
2、特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量
4-2 控制系统的组成和描述
控制器 杠杆
执行器 杠杆
控制量 力
被控对象 被控量 反馈环节 进水阀 实际水位 浮球
控制过程 给定量 控制器
通用技术必修技术与设计2
执行器
被控对象 被控量
控制量 反馈环节
通用技术必修技术与设计2
二、控制系统的框图表示
自动感应门
感应探头通过红外线信号或者微波信号来感应是否有人 靠近。
当感应到有人靠近时，门会自动打开，感应到人离开后， 门又会自动关闭。
通用技术必修技术与设计2
被控对象
被控量
发令者
控制量 作用对象
反馈环节
监测系统
通用技术必修技术与设计2
案例分析 分析抽水马桶水位控制系统
各部分分析
通用技术必修技术与设计2
给定量 最高水位
控制器 杠杆
执行器 进水阀
控制量 进水量
被控对象 被控量 反馈环节 水箱 实际水位 浮球
各部分分析
给定量 最高水位
通用技术必修技术与设计2
第二节 控制系统的组成和描述
课前导引
通用技术必修技术与设计2
卫星测控系统
一、控制系统的组成
实例1：射箭
执行者
通用技象
实例2：骑自行车
执行者
通用技术必修技术与设计2
发令者 作用对象 监测系统
通用技术必修技术与设计2
控制系统的组成
1.控制器 2.执行器 3.被控对象 4.被控量 5.控制量 6.反馈环节 闭环控制的必要条件
控制系统的控制器：_控__制__电__路___，控制系统的执行器： ___电__动__机___，控制系统的被控对象：______门______
画出该控制系统的框图。
感应信号控制电路
简述控制系统的构成
简述控制系统的构成一、引言控制系统是通过对输入信号进行处理和调节，以达到预期输出的一种系统。
它由多个组成部分相互配合，共同完成控制任务。
本文将从整体概述、主要组成部分和工作原理三个方面来详细介绍控制系统的构成。
二、整体概述控制系统可以分为闭环系统和开环系统两种。
闭环系统通过对输出信号进行反馈来调节输入信号，使输出更加稳定、准确。
而开环系统则是直接通过预设的输入信号来得到输出。
两种系统各有优缺点，根据具体应用需求选择。
三、主要组成部分控制系统主要由传感器、执行器、控制器和反馈环节组成。
1. 传感器传感器是控制系统的感知器官，负责将被控制对象的状态转换为电信号或其他形式的输入信号，供控制器进行处理。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
传感器的选型应根据被控对象的特性和控制要求进行选择。
2. 执行器执行器是控制系统的执行器官，负责将控制器输出的信号转换为相应的行动，对被控制对象进行控制。
常见的执行器包括电动机、气缸、阀门等。
执行器的选型应根据控制要求和被控对象的特性来确定。
3. 控制器控制器是控制系统的核心，负责对输入信号进行处理、分析和判断，并输出相应的控制信号。
常见的控制器包括比例控制器、PID控制器、模糊控制器等。
控制器的选择应根据被控对象的特性、控制效果要求和系统复杂度来确定。
4. 反馈环节反馈环节是控制系统的闭环系统中的关键环节，通过将输出信号与期望信号进行比较，将差异反馈给控制器，以调节输入信号，使输出信号更加接近期望信号。
反馈环节可以有效提高系统的稳定性和精度。
四、工作原理控制系统主要通过控制器对传感器和执行器之间的信号进行处理，实现对被控制对象的控制。
其工作原理可概括为输入-处理-输出三个步骤。
1.输入：传感器将被控对象的状态转换为电信号或其他形式的输入信号，传递给控制器。
2.处理：控制器对输入信号进行处理、分析和计算，生成相应的控制信号。
3.输出：执行器接收控制信号，将其转换为相应的行动，对被控制对象进行控制。
4.2控制系统的组成和描述
一、控制系统的组成：
1、控制器：发出命令的部分。 2、执行器：执行命令的部分。
作用：把控制器发出的信号转变为能 作用于（或影响）控制对象的信号。
一、控制系统的组成：
3、控制对象：控制器的作用对象。
4、被控量：整个控制系统的控制目的 5、控制量：执行器作用于控制对象，从而 使被控制对象发生变化。
6、反馈环节：把被控量的信息反馈给控制器。
机械式定时器，它的原理和发条钟表差 不多。 当你扭到一个时间点后，开关触点 被凸点压住电流导通，发条被上紧并开始释 放，为了均衡走时（否则时间会和设定的差 太多），发条释放时有一个平衡锤，经过平 衡锤后就可以以一个稳定的周期去驱动齿轮 转动，当转到归零位置，凸点回位开关触点 弹开断电。 你听到的嘎嘎声就是这个平衡 锤左右运动的声音。
抽水马桶中的水 位控制 电风扇机械定时 开关控制 路灯自动开关
电冰箱恒温控制
系统名 控制器 称
控制量
被控对象 被控量 给定量 反馈环节
抽水 马桶 中的 水位 控制
Hale Waihona Puke 水位控制 杠杆作用 器（杠杆 于进水阀 部分） 上使阀门 开启的力
进水阀 水位 浮球 浮球位置 高低 触上 顶时 水位
备注：抽水马桶的进水控制系统。
2、闭环控制：
比较器 期望值
控 制
量
控制器 执行器 控制对 象
被 控
量
反馈环节
你从书架上拿一本书的过 程中，身体各部分的功能是什 么？
手的伸向方向 和作用于书上 的力是控制量 被控量
期望值
控制器
执行者
控制对象
大脑
发令者
手
执行器
书
作用对象
反馈环节
控制系统的组成和描述课件
KEEP VIEW
控制系统的组成和描 述
目 录
• 控制系统概述 • 控制系统组成部分 • 控制系统的描述 • 控制系统的性能指标 • 控制系统的设计 • 控制系统的应用
PART 01
控制系统概述
控制系统的定义
01
控制系统是一种通过接收输入信 号，经过处理后输出相应动作， 以实现特定目标的系统。
交通运输控制系统
总结词
交通运输控制系统是用于交通管理、车辆调度和运输过 程控制的系统，主要目的是提高交通运输的效率、安全 性和经济性。
详细描述
交通运输控制系统由传感器、控制器和执行器组成，其 中传感器用于监测交通状况和车辆运行状态，控制器根 据交通状况和车辆运行状态进行调度和控制，执行器则 根据控制器的指令对车辆进行相应的操作。交通运输控 制系统广泛应用于城市交通管理、高速公路管理、铁路 调度等领域，对于提高交通运输的效率和安全性具有重 要作用。
测量元件
测量元件用于测量系统的输出量，如 温度计、压力表等，它们将输出量转 换为可读的电信号或数字信号。
控制器部分
控制器
控制器是控制系统的核心，它根据设定的输入信号和系统的输出信号计算控制 信号，对执行器进行控制。
调节 器
调节器是一种特殊的控制器，它根据系统的输出信号与设定值的偏差进行调整， 使系统的输出尽可能接近设定值。
智能家居控制系 统
要点一
总结词
智能家居控制系统是利用先进的通信技术、计算机技术和 传感器技术实现对家居设备的智能化控制，提高家居生活 的舒适度和安全性。
要点二
详细描述
智能家居控制系统由智能设备、通信网络和控制中心组成， 其中智能设备包括智能家电、智能照明、智能安防等，通 信网络负责各设备之间的信息交换和联动控制，控制中心 则负责设备的远程控制和监控。智能家居控制系统能够实 现自动化控制、语音控制、场景设置等功能，为人们提供 更加便捷、舒适的家居生活。
一、控制系统的组成
课堂练习：画出下列控制系统的方框图
下列是指纹锁的控制系统示意图：
指纹数据 指纹识别器
控制量 伺服电机
门闩
门锁开闭状态
请说出该控制系统属于什么控制系统？ 控制器、执行器、被控对象、 被控量分别是什么？
课堂练习：画出下列控制系统的方框图
（1）抽水马桶的水位控制系统。
比较器 给定水位
设定注 水的时 间
定 时 器
进 水 水流量 阀
游 泳
门
池
游泳池 的水位
(6)自动门控制系统
红外装置是否
控
检测到人体热
制
辐射发出的信
电
号
路
电转 自 动动
机
门
门的开启或 关闭
(7)公共汽车车门控制系统
输入量 (开、关)
控制器 (控制电路)
(压缩空
执行器 气流向) 被控对象
(执行活塞)
（车门）
输出量 (车门的 开或关)
(8)水泵抽水控制系统方框图
输入量 （接通电源）
控制器 （控制电 路）
控制量 （水流量）
执行器 （水泵）
被控对象 （水管）
输出量 （水管排出 水）
14.请出以下控制系统的控制方框图 (1)投篮控制方框图 (2)交通路口红绿灯自动控制系统 (3)电冰箱的温度控制系统 (4)空调器温度控制系统方框图
(1)投篮控制方框图
2 .下面控制系统中，属于闭环控制的有（ A 电风扇机械定时开关控制系统 B 电子门铃控制系统 C 电磁炉温度自动控制系统 D 自行车制动系统
C）
3．下列控制现象属于自动控制的是（ ） C
A 电风扇
B 洗衣机
C 红绿灯定时转换
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黑龙江省实验中学通用技术教学设计
学生主体活动教师主导活动设计意图
学生认真回答问题知识回顾：开环控制系统
闭环控制系统
回顾上节课的
知识，温顾而知新。
学生观察、分析，并在教师的引导下回答问题。
学生认真思考、回答问题一、开环控制系统的组成和框图表示
自动门控制系统：
1、自动门控制系统是由哪些主要部件组
成的？
2、自动门控制系统的工作过程是怎样
的？
开环控制系统的组成：
传感器、控制器、执行器、被控对象
开环控制系统的框图表示：
【案例分析】
1、投掷飞镖的控制系统
2、声控灯的控制系统
通过分析典型
的开环控制系统，
使学生熟悉具体的
开环控制系统的组
成和描述。
从而总
结出一般的开环控
制系统的组成和框
图表示
通过案例分析
加深学生对开环组
成和框图表示的理
解
学生观察、分析，并在教师的引导下回答问题。
学生认真思考、回答问题二、闭环控制系统的组成和框图表示
手动水箱水位控制系统：
1、水箱水位控制系统是由哪些主要部分
组成的？
2、水箱水位控制系统的工作过程又是怎
样的那？
闭环控制系统的组成：
传感器、控制器、执行器、被控对象、
反馈环节和比较环节
闭环控制系统的框图表示：
【案例分析】
1、房间温度控制系统
2、自动水箱水位自动控制系统
通过分析典型
的闭环控制系统，
使学生熟悉具体的
闭环控制系统的组
成和描述。
从而总
结出一般的闭环控
制系统的组成和框
图表示
通过案例分析
加深学生对闭环组
成和框图表示的理
解
学生积极思考，回答问题知识应用：
1、自动加水器控制系统
2、办公楼大厅采用自然光照明控制系统
学生利用所学
知识解决实际问
题，达到学以致用，
巩固和深化知识。
归纳总结课堂小节
1、控制系统的组成：
开环控制系统的组成：
闭环控制系统的组成：
2、控制系统的框图表示：
开环控制系统的框图表示：
闭环控制系统的框图表示：
回忆、总结学习内容。