控制系统的工作过程与方式
控制系统的工作过程及方式
控制系统的工作过程与方式一、教学目标1.通过案例分析,归纳控制系统的基本特征;2.了解开环控制和闭环控制的特点;3.分析典型案例,熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程4.学会用框图来归纳控制系统实例的基本特征,逐步形成理解和分析简单开环和闭环控制系统的一般方法二、教学内容分析本节是“控制与设计”第二节的内容,其内容包括“控制系统”、“开环控制系统与闭环控制系统的组成及其工作过程”是学生在学习控制在我们的生活和生产中的应用后,进一步学习有关控制系统的组成、工作方式以及两种重要的控制系统:开环控制和闭环控制,并熟悉它们工作原理和作用。
生活中不乏简单控制系统的应用,人们对此往往象看待日出日落一类自然景色般的习以为常。
本部分内容的学习,正是要引导学生,从技术的角度、用控制的思维看周围的存在,分析其道理,理解其基本的组成和工作过程。
本课教学内容,从学生生活经验出发,从实例分析入手,归纳出对控制系统的一般认识,以及根据控制系统方式分类的开环控制系统和闭环控制系统两类,并侧重对开环控制系统的工作过程、方框图、重要参数进行分析。
本课要解决的重点是:开环控制系统的工作过程分析,用方框图描述开环控制系统的工作过程。
三、学习者分析学生在前面的学习中已经学习和分析了控制在生活生产中的应用,获得了有关控制及其应用的初步感性认识和体验,但是对控制的基本工作方式和工作机理还缺乏了解,他们对进一步了解控制系统的知识是有探究的欲望的。
结合前面的应用案例分析,进一步分析案例中控制是如何工作的,以及有怎样的工作方式,是学生学习的最近发展区。
四、教学策略:1. 教法:本章的教学结合具体的教学内容和目标我们采用“案例情景—机理分析—总结归纳-认识提升”的模式展开。
在教学中把知识点的教与学置于具体的案例情景当中,通过丰富而贴近生活的案例使学生从生活体验到理性分析的思维升华过程。
同时关注学生能否用不同的语言表达、交流自己的体验和想法。
控制系统的工作过程与方式课件
被控对象:即控制系统中所要求控制的装置和生产过程。
输出量:即控制系统所要控制的量。
学生活动
活动项目1:磁控灯 活动步骤: 第一步:搭建磁控灯模型。 第二步:接通电源,测试磁控灯的运行效果。 第三步:绘制磁控灯控制系统的方框图。
1、夜半时刻,在十字路口,没有行人,汽车 却仍然要等待?怎么办?
2、游泳池注水或楼顶水箱注水,时间到了可 是有时水满了,有时却未满,怎么办?
特征:系统的输出量仅受输入量控制,输入量 到输出量之间的信号是单向传递。
列举你所知道的开环控制系统。
归纳总结
简单开环控制系统的方框图
输入量
控制器
控制量
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:制过程 产生影响
输出量到输入量之间的信号形成一个回路
输出 温度 脱粒量 出水量
开环控制系统 控制系统 闭环控制系统
灯的开关控制过程?
灯的开关控制的方框图:
电流
力
开关
电路
灯
(输入)
光线 (输出)
游泳池注水控制系统方框图:
设定注水时间 (输入)
定时器
水流量 进水阀门 游泳池
游泳池的水位 (输出)
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影 响,这种控制称为开环控制系统。
第四单元 控制与设计
第二节 控制系统的工作过程与方式
日常生活中的控制
力
风速
(输入) 曲柄、齿轮、扇叶 (输出)
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。
控制系统的工作过程与方式 PPT课件
小结
控 开环 制 系 统 闭环
控制系统的输出量不对系统的控制产生 任何影响 系统的输出量仅受输入量控制,输入量 到输出量之间的信号是单向传递
系统的输出量返回到输入端并对控制过程 产生影响
输出量到输入量之间的信号形成一个回路
14
第四单元 控制与设计
第二节 控制系统的工作过程与方式
1
日常生活中的控制
2
脚踩的力 脚蹬、曲柄、链轮 (输入) 中轴、链条、飞轮
自行车行 驶的速度 (输出)
3
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。
电风扇风 速的档位 (输入)
电机、扇叶
风速 (输出)
定时器
水流量 进水阀门 游泳池
游泳池的水位 (输出)
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影 响,这种控制称为开环控制系统。
特征:系统的输出量仅受输入量控制,输入量 到输出量之间的信号是单向传递。
7
归纳总结
简单开环控制系统的方框图
输入量
控制器
控制量
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。
4
课本P102马上行动
电饭煲
自动干手 机
红外线自 动水龙头
是否属于 控制系统
是
是
是
输入
做饭号
输出
锅内的温度 热风 出水量
5
灯的开关控制过程?
灯的开关控制的方框图:
开关的 开或关
(输入)
开关
控制系统的工作过程和方式(教学案例)
控制系统的工作过程和方式(教学案例)引言控制系统是现代工程中不可或缺的一部分,它可以通过对输入信号进行处理和反馈来实现对系统状态的控制和调节。
在本教学案例中,我们将详细介绍控制系统的工作过程和方式,并通过一个实际案例进行讲解,帮助学生更好地理解控制系统的原理和应用。
控制系统的基本原理控制系统的基本原理可以简单概括为:通过对输入信号进行处理和反馈,实现对输出信号的控制和调节。
具体来说,控制系统通常包括以下几个基本要素:1.输入信号:输入信号是控制系统中的参考信号,它可以是一组预设值或输入变量。
2.处理单元:处理单元接受输入信号,并根据预先设定的控制算法进行运算和处理。
处理单元可以是一个简单的逻辑电路,也可以是一个复杂的控制算法。
3.输出信号:输出信号是经过处理和反馈后的结果,它可以控制和调节系统的状态和行为。
4.反馈单元:反馈单元接收输出信号,并与输入信号进行比较,从而产生一个反馈信号。
反馈信号可以用来调节处理单元的运算和处理过程,实现对输出信号的准确控制。
5.传递函数:传递函数描述了输入信号和输出信号之间的关系,它是控制系统设计和分析的基础。
传递函数可以通过数学模型或实验测量来确定。
控制系统的工作过程和方式控制系统的工作过程可以分为以下几个步骤:1.设置输入信号:根据系统要求和控制目标,设置输入信号的数值或变化规律。
2.处理输入信号:处理单元接收输入信号,并根据预先设定的控制算法进行运算和处理。
3.生成输出信号:处理单元根据输入信号的处理结果生成输出信号,并将其送往系统中。
4.反馈调节:反馈单元接收输出信号,并与输入信号进行比较,从而产生一个反馈信号。
反馈信号可以用来调节处理单元的运算和处理过程,实现对输出信号的准确控制。
5.循环迭代:根据反馈信号的调节,处理单元重新处理输入信号,并生成新的输出信号。
这个过程将一直循环迭代,直到系统达到期望的控制状态或目标。
控制系统的工作方式可以分为开环控制和闭环控制两种方式:开环控制开环控制是一种基本的控制方式,它没有反馈信号,无法准确调节输出信号。
控制系统的工作过程与方式
二控制系统的工作过程与方式学习目标节次考试内容考核要求考试属性控制系统的工作过程与方式①简单开环控制系统的基本组成和工作过程必考+加试c②闭环控制系统的基本组成 b③简单的闭环控制系统的方框图 c④控制器和执行器的作用 c一、控制系统控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系.二、开环控制系统1.概念:输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。
2.特征:系统的输出量仅受输入量控制,输入量到输出量之间的信号是单向传递.3.方框图:输入量―控制器执行器――→控制量被控对象→输出量输入量: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。
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。
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:控制系统所要控制的量。
三、闭环控制系统的基本组成1.概念:系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统。
2.基本组成:与开环控制系统相比,闭环控制系统多了检测装置、比较器(检测装置有的开环系统也有)。
3.特征:系统的输出端与输入端信号之间存在一个回路——反馈回路。
4.简单的闭环控制系统的方框图5.检测装置:检测输出量(被控量)并将其返回到输入端。
6.比较器:将给定量与所检测的被控量进行比较,求出偏差值,往往和控制器集成到一起。
四、开环控制系统与闭环控制系统的比较1.开环控制系统输入量到输出量之间的信号是单向传递的,它对输出量的控制精度较低,但它具有结构简单、成本低、容易实现等优点。
2.闭环控制系统的输入量和输出量之间还有一个反馈环节,它们形成一条闭合回路。
它对输出量的控制精度较高,但它结构复杂、成本高,主要用在要求较高精度和高可靠性的控制中。
例1(2016·浙江4月学考)根据消防要求,仓库、图书馆等场所都要安装火灾自动报警系统。
当烟雾探测器检测到的烟雾浓度超过设定值时,电子开关被接通,报警器发出声光信号进行报警。
4-3控制系统的工作过程与方式
“声控”参考框图如下:
马上行动
4、交通路口红绿灯自动控制[根据车流量](开环 开环) 开环 目前所用的交通路口的红绿灯控制系统一般都是按给定 的时序来控制的,因此应该是开环控制系统,而不是闭环。 对车流量因素的考虑,是在调查统计的基础上在设计给定时 序时体现的。 参考框图如下:
课堂练习:开、闭环控制方式判别 闭环) 闭环 1、家用压力锅的压力控制(闭环 开环、闭环 开环 2、粮库的温度、湿度控制(开环、闭环) 开环) 开环 3、洗衣机工作过程的控制 (开环 4、感应水龙头的开、关控制(开环 开环) 开环 开环) 开环 5、电瓶车防盗报警器的控制(开环 闭环) 6、巡航导弹的飞行控制(闭环 闭环
游泳池水位
2、开环控制系统 、 游泳池进水控制系统
设定注 水时间 水流量
定时器
进水阀
游泳池
游泳池水位
开环控制系统的框图描述:
输入量 名词解释
控制器
执行器
控制量
被控对象
输出量
输入量——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。 执行器——直接对被控对象进行控制的装置或元件。 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——控制系统所要控制的量。
+
_
控制器
制冷泵 测温装置
冰箱
冰箱温度
马上行动
3、走道路灯的声光控制系统(开环 开环) 开环
声光自动控制白炽灯开关的基本工作原理如下: 白天或夜晚光线较亮时,光控部分将开关自动关断,声控部分不起作用。当光线 较暗时,光控部分将开关自动打开,负载电路的通断受控于声控部分。电路是否 接通,取决于声音信号强度。当声强达到一定程度时,电路自动接通,点亮白炽 灯,并开始延时,延时时间到,开关自动关断,等待下一次声音信号触发。这样, 通过对环境声光信号的检测与处理,完成电路通断的自动开关控制。
控制系统的工作过程与方式课件
控制器
水流量
电磁阀门
游泳池
检测装置
游泳池的 水位
(输出)
开环控制系统与闭环控制系统的区别:
开环控制系统
闭环控制系统
区别
信号传递是单向的
信号传递是闭合回路
•控制系统的工作过程与方式
•13
简单闭环控制系统的方框图:
比较器 +
给定量
控制器
-
控制量
执行器
被控对象
被控量
检测装置
特点:信号传递是闭合回路。
输入量 控制器 执行器 被控对象 输出量
开环控制系统的方框图
•控制系统的工作过程与方式
•7
开环控制系统可以由下面的方框图
来描述:
输入量
控制器
控制量
执行器
被控对象
输出量
(给定量)
(被控量)
控制量与被控量的区别:
特点:
控制量:执行器的输出信号。 信号的传递 被控量:控制系统的输出信号。 是单向的。
•控制系统的工作过程与方式
•控制系统的工作过程与方式
•4
2、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,这种控制系统 称为开环控制系统。
例如:游泳池注水控制系统
设定注水 的时间 (输入)
定时器
水流量
电磁阀门
游泳池
游泳池的 水位
(输出)
•控制系统的工作过程与方式
•5
输入量: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。
风速的挡位 (输入)
电机、扇叶
风速 (输出)
•控制系统的工作过程与方式
•2
控制系统的工作过程和方式(教学案例)
控制系统的工作过程和方式(教学案例)第一篇:控制系统的工作过程和方式(教学案例)教学目标分析知识目标:1、熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
2、熟悉闭环控制系统的基本组成,理解其中的控制器、执行器的作用。
3、掌握控制过程的一般描述方法。
行为目标:通过分析和比较,了解开环控制与闭环控制系统各自的控制特征及其之间的差别。
情感目标:使学生感觉、体验控制设计的一般思想方法和技术方法,激起学生设计的欲望,培养学生富于想象、善于批判、勇于创新的个性品质。
能力目标:学生学习本课后可以对简单的开环控制系统和闭环控制系统的工作过程进行分析,并能对一些控制系统提出改进意见。
教学内容分析:本节内容是本章的第二节,第二、第三节是本章的第二教学单元,是本章的教学重点,应将本节视为重点中的重点。
教材从学生熟悉自行车行驶的速度控制和电风扇的风速控制开始,在根据学生的知识水平引入游泳池注水系统控制以及改进游泳池注水系统控制,从而达到对开环控制和闭环控制的分析和对比的目的。
再者根据开环控制和闭环控制的工作过程分析,让学生掌握分析控制系统工作过程的方法。
重点难点重点:通过具体控制系统案例的分析,培养学生的分析控制系统的能力,能说清楚简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成,以及它们是如何实现控制的。
难点:开环控制系统和闭环控制系统的分析和对比。
学情分析学生学习了第一节控制手段和应用,理解控制的含义,但对什么是开环控制什么是闭环控制是空白,这就需要通过多个案例进行对比才可以让学生掌握开环控制和闭环控制以及它们的组成和工作过程。
在本主题中,根据课程标准的要求,以及限于学时以及高中学生现有的知识水平,对控制系统中的控制器、执行器、传感机构和被控对象等环节只限定于一般性的理解,不作进一步的要求,不去探讨其内部的工作过程,只了解其输入和输出之间的关系就可以。
教学策略节课根据教学内容的特点及教学目标上的要求,我主要采用了教师讲授、学生阅读、实物演示、讨论交流等教学方法,运用多媒体展示等教学手段。
4.2控制系统的工作过程与方式
压缩机、电 压缩机、 冰箱( 冰箱(被控 对象) 对象)
度
电 冰 箱 工 作
1、什么是反馈?
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。
生活中的反馈: 反馈控制是一种在计划执行一段 时间或结束后进行的事后控制,主要 为下一步计划的实施总结经验,但它 却常常是管理控制工作的主要形式。 例如投诉与反馈、留言反馈、意见反 馈、环境反馈、教学活动、超市反馈 调查表、市场信息反馈系统、工作总 结、 产品性能检验、现代酒店控制 方法等。
1、干扰因素 、
在控制系统中,除输入量( 在控制系统中,除输入量(给 定值) 定值)外,引起被控量变化的各 种因素称为干扰因素。 种因素称为干扰因素。 通俗地讲:干扰因素就是对控制系统 的行为造成影响的因素。 的行为造成影响的因素。
一、干扰因素
有的干扰因素是由于环境造 成的, 成的,有的干扰因素是人为原因 所致。 所致。
简单闭环控制系统的方框图: 简单闭环控制系统的方框图:
给定 +比较器 控制器 量 控制量 执行器 检测装置 被控对象 被控量
干扰因素的几点说明: 3、干扰因素的几点说明: 干扰既存在于闭环控制中, 1)干扰既存在于闭环控制中,也 存在于开环控制中。 存在于开环控制中。 声控灯开环控制,除输入的 声控灯开环控制, 声音外, 声音外,其他声音就是其干扰因 素;空调房的温度控制属于闭环 控制, 控制,室外环境温度的变化就是 它的干扰因素。 它的干扰因素。
闭环控制系统 干扰与反馈
一、干扰因素 在日常生活中,干扰是时常存在的。 在日常生活中,干扰是时常存在的。 例如,人在逆风中骑自行车, 例如,人在逆风中骑自行车,逆风对 自行车的速度构成干扰, 自行车的速度构成干扰,要保持速度 不变,人就需要用力蹬车, 不变,人就需要用力蹬车,以克服这 一干扰;在飞机飞行过程中, 一干扰;在飞机飞行过程中,手机信 号对导航信号构成干扰, 号对导航信号构成干扰,直接影响飞 行安全,所以乘客必须关闭手机。 行安全,所以乘客必须关闭手机。
控制系统的工作过程与方式
雨水雨水 自行 车来自发电安全行驶建水电站
控制速度、骑车的技 术、车的维护等等
减少洪涝灾害 洪水预报
• 控制是根据自己的目的,通过一定 的手段使事物沿着某一确定方向发 展的行为和过程。
对控制现象理解从下面三个方面入手: 1、对象:控制的对象是什么? 2、目的:控制要达到什么目的?
3、手段:要采用什么样的手段来控制?
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.
输入
X
控制器
执行器
检测装 执行控 置
制器的 决策
对象
输出
是具有决策功 能的装置,负 责发号指令
被控制 的对象
控制系统中的相关概念理解
信号:输入量:就是控制系统的给定量; 输出量:被控量; 控制量:执行器输出的信号。
开闭环:输出量通过反馈影响控制过程的叫闭 环控制系统。反之为开环控制系统 干扰:控制系统的外部环境或条件对系统的工 作准确性产生的影响。
太 阳 能 路 灯
关/开 门
自 动 门
驾驶汽车
人工控制
自动控制
自动控制
自动控制
人工控制
人工控制
控制手段(按照执行机构)
机械控制 气动控制 机械控制; 气动控制; 液压控制 液压控制; 电子控制; 电子控制
在很多的控制事例中, 控制的手段可以是综合的。
二、控制系统的工作过程与方式
什么叫控制系统:
事物的发展与变化
结不出苹果
一棵苹果树
结的苹果又多又大
结出苹果又小又酸
用来灌溉农田
天上降落的雨水 发电 引起洪涝灾害 代步、省力 骑自行车 摔跟头 撞到物体和别人
控制 对象 种苹果 苹果 树 树 雨水 雨水
控制系统的工作过程与方式
问:能否用一种简便的方式来描述这一控制过程?
二、开环控制系统 开环控制系统方框图:
输 入 量
一、控制系统 分析这两个控制过程,发现其中的规律。
开关电信号
灯亮/灭
01
照明控制
开
(输入)
(输出)
环
控
制
系
02
开/合
音乐播放控制 播放/停止
统
(输入)
(输出)
二
✓含义:控制系统的输出量不对系 统的控制产生任何影响,这种控制 系统称为开环控制系统。
二、开环控制系统
案例分析1 泳池定时注水控制系统
4.2控制系统的工作过程与方式
教师:戴 翔
思考1:教室里的照明控制是如何实现的?
开关电信号
灯亮/灭
开照关明 控灯制管
(输入)
(输出)
思考2:音乐贺卡是怎么样实现控制的?
开/合
播放/停止
开音关乐 播 播放放控元制件
(输入)
(输出)
一
含义:任何一种控制的实现,都要 通过若干个环节共同实现,这些环 节所涉及的装置就构成了一个系统, 称为控制系统。且控制系统的输入 与输出之间有一定的对应关系。
系统 的给 定量
控
执
制
行
器
器
对输入信号进 行处理,并发 出控制指令的 装置
直接对被控 对象进行控 制的装置
被
控制量
控
对
象
系统中 要控制 的装置
4.2 控制系统的工作过程与方式
定时器
进水阀
游泳池
游泳池 的水位 (输出)
对于开环控制系统,通常可以用以下的方框图 表示:
设定注 水时间 水流量
定时器 进水阀
控制量
游泳池
游泳池 的水位
输入量
控制器
执行器
被控对象
输出量
红外线自动门
控制量
输入量
控制器
执行器
旋转量
被控对象
输出量
人靠近门
红外线 控制
电机
压缩机
空气
室内 温度
温度检测装置
假如:空调设置温度为:摄氏25度,请问: 1:空调将在什么时间开始制冷? 2:空调将在什么时间停止制冷?
电风扇的风速控制
自行车的速度控制
脚踩的力 (输入)
脚蹬曲柄链轮 中轴链条飞轮
行使的速度 (输出)
输入的力与输出的速度是成正比的。
电风扇的风速控制
电风扇风 速的挡位 (输入)
电机、扇片
电风扇的风速 (输出)
选择不同的挡位输入,输出的风速 不同,一个挡位对应着一个风速。
(二)、开环控制系统
自动门
打开门
(三)、闭环控制系统
游泳池注水控制
系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生 影响的控制系统称为闭环控制系统。
游泳池注水2
在开环控制方式下,如果进水变小了,游泳池 中的水就没有加够。如果进水变大了,游泳池中的 水就会溢出,造成浪费。 我们在游泳池中增加一个检测水位的装置,根 据检测的数据与给定的数据进行比较,当实际水位 低,继续进水,否则,关闭进水阀。
(一)、控制系统
自行车的速度控制 1、什么是控制系统
任何一种控制的实现,都应通过若干个环节,这 些环节所涉及的装置就构成了一个系统---控制系统。 为了分析的方便,我们一般用框图的形式描述 一个控制系统,这种图称为控制系统方框图。控制 系统方框图的输入和输出之间是有一定的关系的。 控制系统通常又分为开环控制系统和闭环控制 系统。
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输出量 被控对象
输入量 控制器 执行器
闭环控制系统: 闭环控制系统:
比较器 + 给定量 检测装置 控制器 执行器 控制量 被控对象 被控量
开环控制系统和闭环控制系统的比较
从构成上: 从构成上 闭环控制系统比开环控制系统多了一个检测输出量的装置 从定义上: 从定义上: 开环控制系统:系统的输出量不对系统的控制产生任何影响 闭环控制系统:系统的输出量返回到输入端并对控制过程产 生影响。 从信息传递过程上 开环控制系统:信息的传递是单向的。 闭环控制系统:信息的传递是一条闭合的回路。
低于65℃时
高于65℃时
当内锅温度下降到保温点(65℃)时,实施保温控制,内 锅温度继续下降时,双金片发生变形,触点开关接通,电热盘 工作,内锅温度上升;当内锅温度升到保温点(65℃)时,双 金片又发生变形,触点分离,电热盘停止工作,这样电饭煲就 达到了保温的目的。
思考与讨论: 思考与讨论:
• 电饭煲的做饭控制系统和保温控制系统分别是开环控制还是 闭环控制? 闭环控制? 做饭控制系统是开环;保温控制系统是闭环
游泳池注水控制系统的改进
(1)该系统中的输入量、输出量是什么?检测装置检测的是哪个量? )该系统中的输入量、输出量是什么?检测装置检测的是哪个量? (2)信号的传递有何特点? )信号的传递有何特点? (3)控制系统的输出量是否对控制系统的工作过程产生影响? )控制系统的输出量是否对控制系统的工作过程产生影响? (4)该控制系统的工作过程方框图怎样? )该控制系统的工作过程方框图怎样?
●
画出它们的控制系统方框图? 画出它们的控制系统方框图
判断以下控制系统是开环控制系统还是闭环控制系统
开环控制系统 红绿灯定时控制系统 饮水机的温度控制 声控灯控制系统 程序控制洗衣机 空调器温度控制系统 智能洗衣机 开环 开环 开环闭环控系统闭环闭环 闭环
小结: 小结:
1、闭环控制系统:系统的输出量返回到输入端并对 、 控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。 2、开环控制系统和闭环控制系统的比较 、 (1)闭环控制系统比开环控制系统多了一个检测输出 量的装置 (2)闭环控制系统:检测装置把检测到的输出量返回 到输入端,并对控制过程产生影响。 开环控制系统:输出量不对系统的控制产生任何影响 (3)闭环控制系统:信息的传递是一条闭合的回路。 ) 开环控制系统:信息的传递是单向的。
第四单元 控制与设计
控制系统的工作过程与方式 (第二课时)
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exit
知识回顾
游泳池注水控制系统的工作过程
设定注水时间 定时器 输入量 进水阀门
水流量 游泳池的水位 游泳池 输出量
游泳池的水位只受设定注水时间的控制
游泳池注水控制系统
定时器注水控制有什么缺陷? 定时器注水控制有什么缺陷?
设定的时间到了, 设定的时间到了,游泳池的水还没有达到预定的水位或超出预定 的水位。 的水位。
闭环控制系统
我们把系统的输出量返回到输 入端并对控制过程产生影响的控制 系统称为闭环控制系统 闭环控制系统。 系统称为闭环控制系统。
闭环控制系统方框图
比较器 + 给定量 检测装置 控制器 执行器 控制量 被控对象 被控量
检测装置: 检测装置:测量出被控量并返回到系统的输入端;
比较器: 被控量进行比较,求出偏差值 比较器:将给定量与所测的被控量 被控量 控制器: 控制器:将这一偏差值进行运算处理,并向执行器下达指令 执行器: 执行器:根据指令对被控对象进行控制,从而使被控量稳定 在一定范围内。
如何解决? 如何解决?
教学目标
知识与技能: 知识与技能 1、分析典型控制案例,熟悉闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程; 2、能绘制简单的开环控制系统和闭环控制系统的系统框图; 3、知道开环控制系统和闭环控制系统的区别; 4、理解闭环控制系统中的控制器、执行器的作用。 过程与方法: 过程与方法: 通过课件、动画等手段,让学生对控制系统的认识从感性上升到理性,培养 学生的分析问题和解决问题的能力。 情感态度与价值观: 情感态度与价值观: 使学生感受体验技术设计的一般思想和技术方法,培养学生合作学习和探究 学习的精神,培养学生富于想象、善于批判、勇于创新的个性品质。
控制器
+
比较器
-
水位检测装置
游泳池注水控制系统改进后的方框图
比较器 给定 + 水位 输入) (输入) 水流量 游泳池的水位 控制器 进水阀门 游泳池 (输出) 输出)
检测装置
• 检测装置把检测到的实际水位返回到输入端,与 检测装置把检测到的实际水位返回到输入端, 给定水位相比较, 给定水位相比较,再由控制器决定进水阀门是否 开启与关闭。 开启与关闭。 • 游泳池的实际水位决定了进水阀门的开关,也就 游泳池的实际水位决定了进水阀门的开关, 实际水位决定了进水阀门的开关 是说输出量对控制过程有影响。 是说输出量对控制过程有影响。
案例分析: 案例分析:电冰箱的工作原理
电冰箱的温度控制系统
电源开关
电冰箱的温度控制系统方框图
比较器 + 给定量 检测装置 控制器 执行器 控制量 被控对象 被控量
比较器 设定 + 温度 -
电流 温控器 开关 压缩机 输出 温度
感温头
开环控制系统与闭环控制系统比较
开环控制系统: 开环控制系统
控制量
普通电饭煲煮饭温度控制系统
普通电饭煲的做饭控制中,首先输入“做饭指令”,按下开关按钮,电热 盘工作,煮饭开始,当内锅温度上升到限制温度(103℃)时,感温磁体失去磁性, 在弹簧作用下和永磁体分开,触点开关分离,电热盘停止工作,电饭煲的做饭工 作过程结束,电饭煲进入保温控制。
普通电饭煲保温控制系统
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栖霞二中 赵志选