典型控制系统案例分析一

3、开环控制系统和闭环控制系统的区别： （1）从形式上看，表现为有反馈和无反馈。
（2）从本质上讲，在于信息流传递的方式不同。
开环控制系统是单向传递，按输入实现控制。 闭环控制系统是反馈传递，按偏差实现控制。
常见的闭环控制系统
饮水机保温控制
空调的温度控制
课堂
小结
一、案例分析 1．自动门 2．水箱水位控制 二、开环控制系统和闭环控制系统
一位蒙住眼睛的同学要在另一位同学的 指挥下将螺母准确地放入杯中。
指挥同 学 给 定 被蒙眼同学 螺母 输 出 （螺母位置）
位置差
（杯位置）
控制器
执行器
对象
反 馈（螺母位置）
湖南省郴州市汝城一中 袁利军
传 感 器
水位差
控 制 器
连杆 机构
电 动 机
阀门
门
输出
开/ 关
水箱水位自动控制系统框图
给定水位
（开度）
输入 反馈
水箱
实际水位
输出
浮子
二、开环控制系统和闭环控制系统
1、开环控制系统 定义：没有反馈即不存在闭环，控制系统的输出量不对 系统的控制产生任何影响，这类控制系统称之为开环控 制系统。 2、闭环控制系统： （1）定义：有反馈，形成闭环，能将控制的结果反馈回 来与希望值进行比较，并根据它们的偏差及时调整控制作 用的系统，称之为闭环控制系统。 （2）特征：有反馈，有比较。
人工控制水箱水位控制系统中，传感 器、控制器、执行器、对象是谁？
传感器
自动门 水箱水位人 工控制系统 红外传感器 人眼
控制器
控制器 人脑和手
执行器
电动门 阀门
对象
门 水箱
方法二： 自动控制
1、系统组成：
阀门 给定水位 浮子
水箱
连杆机构
2、工作过程
（1）当水面下降时， 浮子下落， 带动连杆机构， 阀门打开， 进水；
反馈 控制精度 结构 成本 应用范围
控制精度要 求不高而系 统本身很稳 定。
控制系统
开环
无反馈
精度较低
结构简单
成本低
闭环
有反馈
精度高
结构复杂
成本高
高精度、高 可靠，系统 本身不稳定。
闭环控制系统的特点
1、有反馈；能将“前一次结果”反馈回来比较 2、会调整，会根据“前一结果”调整； 3、被控量会被控制在一定的值——结果稳定； 4、给定量与被控量是可比较的同一种性质的量。
案例1：自动门
系统组成及工作过程
（10s后）
1m
系统组成：
传感器
自动门 红外传感器
控制器
控制器
执行器
电动机
对象
门
系统的组成及工作过程如图（框图）：
输 入
有人否
输 出
传感 器
控制 器
电动机（ 执行器）
门（被控 制对象） 开/关
从左往右看：当门口有人时，即有输入，传感器感 知并形成信号。信号先后经过控制器、电动机的变 换与传递，直到把门打开。叫做有输出（门动作， 打开）。没有人，则无输入，不发生信号传递，当 然没有输出（门无动作，常关）。
开环控制系统：像这样信息只从输入端传递到输出端， 没有信息反馈的控制系统，称为开环控制系统。
输入
控制量
输出
传感器
控制器
执行器
被控对象
开环控制系统的框图
常见的开环控制系统
声控路灯
红绿灯控制系统
案例2：水箱水位控制
方法一：人工控制
1．控制方式： 人工 2．功能： 当水面达到设定的水位时， 关闭进水阀门 3．系统组成： 水箱（包括水箱里的水）； 进水阀门 4．工作过程： 当水面低于设定水位时， 人打开阀门放水入水箱， 人眼监视水面高度； 当水面达到设定水位时， 人关闭阀门。
执行器
电动门
对象
门 水箱 水箱
红外传感器 人眼 浮子
阀门
阀门
若要节约用水，减少水位自动控制 水箱内水的容量，应该怎么办？
水位自动控制比水位人工控制好在哪里？ 答：省人力，有利于将人类从复杂，危险，繁琐 的劳动环境中解放出来，并大大提高劳动效率。 精确。
自动门控制系统框图
输入
有人否
控制与设计
第二节 控制系统的基本组成与工作过程
郴州市汝城一中 袁利军
知识回顾
控制含义：
人们根据自己的目的，通过一定的手段， 使事物沿着某一确定方向发展，就形成了控制。
控制的分类:
人工控制(手动控制)和自动控制。
关/开门
驾驶汽车
太 阳 能 路 灯
自 Байду номын сангаас 门
第二节 控制系统的基本组成与工作过程
一、典型控制系统案例分析(一)
（2）当水面达到设定 水位时，浮子传感， 通过连杆机构， 将阀门关闭。
3、功能： 当水面达到设定水 位时，自动关闭进 水阀门。
4、控制方式： 自动
自动控制水箱水位控制系统中，传感 器、控制器、执行器、对象是谁？
传感器
自动门 水箱水位人 工控制系统
水箱水位自 动控制系统
控制器
控制器 人脑和手
连杆机构