闭环控制系统

【变式训练】 3.[2012年3月合卷上机版高考技术试题第14题]如图所示是汽车 倒车雷达示意图，当汽车倒车至障碍物一定距离时，雷达侦测 器将侦测到的信号输人主机，主机控制蜂鸣器发出报警声，并 在显示器上显示至障碍物的距离。下列对该控制系统的分析中 不正确的是( ) A．被控对象是雷达侦测 B．控制器是主机 C．输人量是车尾至障碍物的距离信息 D．输出量是报警声和显示器的显示信息
案例２：台灯
这两台台灯在控制中有什么不同?
①可充电台灯的控制系统 可充电台灯只是开灯就亮，非常简单,但是亮度不能调节。 ②可调台灯的控制系统 可调台灯亮度可调，它通过人的眼睛不断检测灯的亮度，并与人眼睛感觉 舒适的亮度进行对比而进行调整，使之达到人想要的亮度。
游泳池的注水控制
设定注水的时间
水流量 进水阀门 游泳池
游泳池的水位
定时器
定时器注水控制有什么缺陷？
游泳池的注水控制的改进
控制器
水位检测装置
设定水位 +
水流量
实际水位
-
控制器
进水阀门 检测装置
游泳池
闭环控制系统
把系统的输出量返回到输入并对控制过程 产生影响的控制系统称为闭环控制系统。
干扰信号 给定值 + 反馈环节 控制器 执行器 被控对象 被控量
扩展思考
【答案】 A 【解析】 该控制系统能将水温保持在设定值，这说明当水温 达不到设定值时，启动加热功能；当水温达到设定值时，电水 壶自动断电，停止加热。这说明实际水温通过检测器的检测返 回输入端影响控制过程，属于闭环控制。在整个控制中都是不 需要人直接参与，为自动控制。控制方框图如下：
【变式训练】 1.(2012年3月浙江省高考)如图所示是一款太阳能饭盒，每个饭 盒都有独立的温度控制系统，当饭煮熟后，自动进入保温状 态，该饭盒温度控制系统的控制手段和控制方式属于( ) A．手动控制、开环控制 B．自动控制、闭环控制 C．自动控制、开环控制 D．手动控制、闭环控制 【答案】 B 【解析】 根据题意，该饭盒温度控制系统不需要人直接参与， 因此属于自动控制。关于控制方式的选择，该太阳能饭盒的控 制目的在于保持饭盒内的温度，因此温度控制也就是把温度保 持在一定范围内，若盒内温度与设定值有偏差，饭盒将自动加 热至设定温度，这就存在比较和反馈，因此属于闭环控制。
【变式训练】 2.如图所示是一款可以定时的台灯。将拉绳拉到设定时间位置 ，打开灯的同时定时器开始工作，到达设定时间开关断开， 将灯熄灭。关于这款台灯的控制系统，下列说法正确的是( ) A．执行器是台灯 B．控制器是拉绳 C．输入量是设定时间 D．控制量是台灯的亮度 【答案】 C 【解析】 该控制系统中，执行器是开关，控制器是定时装置， 控制量是开关的通与断也可以说是电流量；定时台灯其输入量 是设定的定时时间。
【解析】 从题干中“使水温达到设定值”文字中，可以确定这 是闭环控制系统。根据控制系统的各环节的概念和从题干中“ 控制电路接通加热丝，加热储水箱中的水”等文字中，可以轻 松知道控制器是控制电路，执行器是加热丝；从该控制系统的 名称“电热水器温度自动控制系统”可知，被控对象是水箱或 水箱中的水。 【答案】 B
【例2】(2011年9月浙江省高考)如图所示感应水龙头的出水控 制系统为开环控制，当手靠近感应区域时，水就会自动流出。 下列判断中正确的是( ) A．该控制系统有检测环节 B．该控制系统有反馈环节 C．该控制系统的控制器是水龙头 D．该控制系统能保持出水量稳定
【解析】 本题考查对控制系统的理解。A项，因题目中当 手靠近感应区域时，水就会自动流出。一般为红外线检测 。A正确。 【答案】 A
【例3】(2012年3月浙江高考第19题)如图所示是电热水器温度自 动控制系统的示意图，当热电偶测到水温低于设定值，控制电 路接通加热丝，加热储水箱中的水，使水温达到设定值，关于 该控制系统的组成，下列说法中不正确的是( ) A．被控对象是水箱中的水 B．控制器是加热丝 C．被控量是出水温度 D．设定量是所要求的水温
复习
1.我们把控制系统分为： 开环控制制系统和闭环控制系统。 2.什么是开环控制系统？ 控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响， 称为开环控制系统。 3.开环控制系统方框图是：
案例１：炮弹的控制系统
在这炮弹的控制系统中有两种情况： 一种是不进行调整只是按设定的距离开炮，没有因素影响可以打 中对方，但要是有干扰或者有其它因素影响那就打不中对方了，达不 到目的。 另一种是加了一个（侦察兵）把控制系统的输出量（炮弹落的位 置）返回到输入端（大炮到对方距离）进行比较，并对控制进行调整 的环节，使能准确打中对方。
(4)马桶水位控制 (5)空调器的温度控制 (6)太阳能热水器的温度控制 (7)电冰箱的温度控制
小结与作业
1.什么是闭环控制系统？ 2.闭环控制系统的方框图。 3.体验闭环控制在日常生活中应用。
【例1】(2011年3月浙江省高考)如图所示为一款具有保温功能 的电水壶，按下保温按钮，能将水温保持在设定值，该保温控 制系统的控制手段和控制方式属于( ) A．自动控制、闭环控制 B．自动控制、开环控制 C．手动控制、闭环控制 D．手动控制、开环控制
可调台灯亮度是经过人的眼睛不断检测灯的亮度与人 眼睛感觉舒适的亮度进行对比而进行调整,使达到人想要的 亮度,但不方便,一定要有人调节才行。 思考：能不能设计出不用人调节就能达到目的的控制？
闭环控制在日常生活中应用
闭环控制在日常生活中应用举例
(1)电热水壶的温度控制 (2)电热器的温度控制
(3)饮水机的温度控制
【答案】 【解析】
A 本题考查控制系统分析。被控对象应为蜂鸣器。
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