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案例分析：水泵抽水控制系统 电机
控制量
执行器 水流量 被控对象:
水泵
水管
水管排出水 （输出）
这是一个开环控制系统，在这个控制系统中，水泵是否排出 水受电源开或关的控制，而且信号的传递是单向的。
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马上行动：
1)用方框图说明下列开环控制系统的工作过程。
（1）普通家用电饭煲的煮饭控制。
日常生活中的控制：
A.拔动教室电灯开关，灯的亮与不亮与手动有 关。
B.声光感应开关，当有声音时灯亮。 C.红外感应出水龙头，手靠近水龙头出水，离 开则不出水。
D.宾馆自动门，当有人进入，门自动打开。 E.当手靠近自动烘手机时，机器启动；当手离 开时，机器关闭。
归纳、抽象以上活动的特征 :
一个输入信号（如手拔开关）对应着
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自动门的工作原理可以用下面的方框图来描述：
检测到是 否有人的 信号
（输入）
控制电路
转动
电机
自动门
门开 或关 （输出）
在上面的例子中，信息总是自输入端单向传至输
出端，不存在信息逆向流动，象这样的控制系统的输 出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统成为开 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。
电风扇风速的档位 （输入）
电机 扇叶
电风扇的风力控制系统
风速 （输出）
开关的接通/断开 （输入）
控制电路 灯泡
电灯的控制系统
灯泡的亮/灭 （输出）
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一般的控制过程都有一个输入和一个输出。
任何一种控制的实现，都要通过若干 个环节，这些环节构成一个系统，我们称 之为控制系统。
控制系统的输入输出之间有一定的 对应关系。
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【马上行动】（课文p102）指出表中所列事例是 否属于控制系统，如果是控制系统，请指出系统 的输入、输出分别是什么？
电饭煲
是否属 于控制 系统
是
输入
做饭指令 （电信号）
输出 锅内的温度
脱粒机
是
启动指令 （电信号）
脱粒的量
红外 线自动
是
水龙头
人手的红 外信号
出水和 不出水
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控制系统一般分为开环控制系 统（open loop control system） 和闭环控制系统（closed loop control system）。
普通电饭锅的控制中，加热过程的控制是一个以温度 为变量、按时间顺序变化的时序控制，因而，它是一个开 环自动控制系统。控制的对象是电饭锅内的内锅，输出量 是内锅温度按时间变化的规律。输入量是“做饭指令”， 这个指令的核心是：内锅温度低于限制温度（103℃），电 热盘工作；内锅温度达到限制温度，电热盘停止工作；内 锅温度达到限制温度，电热盘停止工作；内锅温度下降到 保温点（65℃）时，实施保温控制。在具体操作上是由按 钮实施。系统的执行器是电热盘。
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2、开环控制：
【阅读课本】普通游泳池注水控制系统控制过程
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低与进水的时间一一对应。 我们可以利用定时器来控制进水阀门的开启与关闭。
为了分析控制系统的方便，我们可以使用方框来表示 系统的环节，用单向箭头（单向信号线）来表示系统信 号传递的方向。这样画出的控制系统的方框图可以表示 系统的各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关 系。
一个输出信号（如灯亮或不亮）。
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这些控制是怎样实 现这个功能的呢？或 者说，它们工作过程 是怎样的呢？
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第四单元 控制与设计
第二节 控制系统的工作过程与方式
长安一中 蒋建波 jjb2002@
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一、控制系统
1、什么是控制系统：
要想进一步了解控制，我们首先需要分析
控制的对象是什么? 控制要达到什么目的? 采取什么控制手段? 然后，控制的实现又是通过哪些具体的 环节呢?
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【案例分析】
控制事例 控制的对象 控制的目的 控制的手段
电灯的开关控 制
自行车速度的 控制
电灯 自行车
电风扇扇叶转
速快慢的控 电风扇
制
电灯的开关 拨动开关
速度的调节 改变踩动脚蹬 的力气
调节速度 换档
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脚踩的力 （输入）
脚蹬、曲柄、链轮 中轴、链条、飞轮
自行车行驶的速度 （输出）
自行车的动力控制系统
客房电话
叫醒信号
（2）当系统自身计时出现误差时，叫醒报务时间是否准确？ 也就是系统能否修正这一误差？
是一个开环系统，所以如果系统自身时间计时有误，系 统不能自动调整过来，叫醒时间也就要出差错。
注水的时间
（输入） 定时器
进水阀门
水流量
游泳池的水位
游泳池 （输出）
游泳池的注水控制系统
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【案例分析】自动门的控制系统：
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）。
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。
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开环控制系统的方框图：
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（被控量）：控制系统中所要控制的量，
也是控制系统的输出信号。
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控制量与被控量的区别: 控制量:执行器的输出信号。 被控量:控制系统的输出信号。
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煮饭指令 （输入）
保温限温 控制装置
电热盘
内锅
煮饭 （输出）
（2）公共汽车车门的开关控制系统。
开关 （输入）
电磁阀
气动活塞
车门
开/关 （输出）
输入量为开关信号，输出量为车门的开与关，控制量为 气动活塞的行程。
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探究：
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（1）酒店自动叫醒报务控制系统的工作过程，画出方框图。
设定叫 醒时间
电脑
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，输出量不对 控制产生任何影响。
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马上行动：列举你所知道的开环控制系统。
红绿灯定时控制系统、防盗报警 系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制 系统、闹钟定时控制系统、声控灯、 自动烘手机、自动水龙头、洗衣机、 电风扇的风速控制、直流电动机和数 控机床等。