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1、控制系统的工作过程与方式,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。,控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系。,电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来实现的,电路、灯,“开与关”,灯“亮与灭”,(输入),(输出),电灯的控制,输入量决定输出量，但控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这就是开环控制系统。,对于开环控制系统，用方框图描述如下：,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，如流过阀门的水量。被控对象即控制系统中所要求控制的装置或生产过程。
2、,电风扇的风速控制系统,自动门的控制系统,当人走进自动门时，门上方的红外装置检测到人体热辐射发出的红外信息，控制电路接收到该信号后，便发出相应的指令，启动电动机运转，从而带动门自动开启（或者控制启动装置，使门向两边打开）。当门开启之后，控制电路将作出判断，如果没有人在门四周，就通知电动机做反向运转，使门关闭。,电机,自动门,控制电路,门的开启或关闭,红外装置检测人体热辐射发出的信号,转动,电机,控制电路,红外传感器,控制器,执行器,控制量,自动门如何实现自动开、关的呢？,输入,被控对象,输出,楼道声光控灯控制系统,(2010)泉州市闽台缘博物馆广场安装了随着音乐起伏而变化的音乐喷泉，它是控制技
3、术的一种具体应用。其工作过程是由“声电转换装置”将起伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐信号强，水泵转速快，喷头压力就大，喷出的水柱就高；反之，喷出的水柱就低。音乐信号的强弱与喷泉的水柱一一对应。,游泳池注水控制系统的工作过程,游泳池的水位只受设定注水时间的控制,二、闭环控制系统,游泳池注水控制系统如果由时间控制进水阀门会产生什么问题？如果由设定注水时间改为设定游泳池水位行不行？,游泳池的注水控制的改进,水位检测装置,控制器,检测装置把检测到的实际水位返回到输入端，与给定水位相比较，再由控制器决定进水阀门是否开启与关闭。游泳池的实际水位决定了进水阀门的开
4、关，也就是说输出量对控制过程有影响。,闭环控制系统就是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。,简单闭环控制系统的方框图如下：,闭环控制系统方框图,检测装置：测量出被控量并返回到系统的输入端；比较器：将给定量与所测的被控量进行比较，求出偏差值控制器：将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达指令执行器：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。,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。闭环控制系统的特点：（1）系统输出量对控制作用有直接影响。（2）有反馈环节，并应用反馈减小误差。（3）当出现干扰时，可以自动减弱
5、其影响。,抽水马桶水位控制系统,案例分析：空调器温度控制系统,炎炎夏日，人们采取各种消暑措施消暑，空调是第一选择。那么，空调器是如何控制温度的呢？它的工作过程又如何呢？如设定温度为25oC，室内温度如果高于25oC，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；当温度达到设定温度时，控制电路发出信号，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，它是闭环控制系统。,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。,空调器温度控制系统方框图如下：,开环控制系统与闭环控制系统比较,开环控制系统:,闭环控制系统:,游泳池的注水两种控制方式的
6、比较,给定水位,开环控制系统,闭环控制系统,开环控制系统和闭环控制系统的比较,从信息传递过程上,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：,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。,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。,开环控制系统：相对较低，一般结构简单，适用于控制精度要求不高而系统本身元件又比较稳定的场合。闭环控制系统：控制精度高，设计比较麻烦，结构也相对复杂，成本较高，适用于要求高精度和高可靠性的场合,开环控制系统和闭环控制系统的比较,控制精度上
7、：,闭环控制系统与开环控制系统的比较,有反馈,无反馈,精度高,精度较低,结构复杂,结构简单,成本高,成本低,高精度、高可靠、系统本身不稳定的应用领域,控制精度要求不高本身很稳定的应用,判断以下控制系统是开环控制系统还是闭环控制系统,闭环,开环,开环,闭环,电冰箱的温度控制系统,走道路灯的声光控制系统,交通路口红绿灯控制系统,粮库的温度、湿度控制系统,温度、湿度检测装置,控制器,降温、除湿装置,粮库,设定的温度、湿度,比较器,实际温度、湿度,闭环控制在日常生活中应用,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
8、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。,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
9、保温的目的。,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：,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？,做饭控制系统是开环；保温控制系统是闭环,画出它们的控制系统方框图?,浮球,控制器,阀门,水箱,预设水位,进水量,比较器,供水水箱的水位自动控制系统,水位,(2013)如图所示是水箱液位控制系统，当水箱出水时，水位下降浮子下沉，带动活塞偏离进水口位置，此时进行补水直到水箱的水位上升到给定水位，浮子上浮，活塞归位。在这个系统中，浮子、活塞以及两者之间的连杆机构组成一个杠杆系统。试回答以下问题：（1）该控制系统是开环控制系统还是闭环控制系统？（4分）（2）该控制系统的输入量和输出量分别是什么？（5分）（3）该控制系统中浮子起什么作用？（4分）（4）画出该控制系统的框图。（5分）,热电偶,控制器,加热器,加热炉,设定温度,比较器,加热炉的温自动控制系统,热量,温度,作业,课本（P107）：工业锅炉是利用重锤进行压力控制的，重锤挂在横杆上，杆的支点在最左端，中间是锅炉的排气孔。请分析它是如何实现压力控制的，横杆的作用是什么。,
