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课件网) 4.5控制系统方案的初步设计 复习: 技术设计的一般过程 发现与明确问题 制定设计方案 模型或原型制作 方案优化 自行车—发电—电视机 有一位科学家，为了促使迷上看电视的女儿坚持锻炼，专门设计了一辆有趣的“自行车”，女儿必须骑在车上不停地踩脚蹬，才能驱动发电机给电视机供电，想偷懒就看不到电视 . 人眼 人脑 自行车 电视机 屏幕开 闭环控制系统框图 自行车—发电—电视机 屏幕开/关 控制系统设计的一般思路 一、了解被控对象的基本特征 二、确定被控量与控制量 三、确定控制系统构成方案 闭环控制利用反馈作用，可以使被控量 的误差做到很小。 四、绘制系统框图 反馈环节 控制器 执行器 被控对象 输入量 输出量 干扰 闭环控制系统框图 一、形成初步的控制设计方案 （案例4-5）声控灯系统 声控灯原理 声控灯已经广泛应用在居民楼的楼道中,它给人民的生活带来很多的方便。这些声控灯电路中几乎都使用了集成电路,并且直接使用220V的交流电源。虽然这样做简化了电路,但对于初学者来说他们理解电路有一定的困难,调试电路也具有一定的危险性。这里介绍一个简单的声控灯电路,采用了三极管等分立元件和低压电源,不仅适合初学者的学习,而且通过电路中的继电器也可以控制其它电器进行工作。当你对着声控电路拍手或喊叫时,电路中的继电器会动作,如果用它控制小灯,可以使小灯工作几秒钟,然后自动关闭。 声控灯组成 声传感器 /控制器 /常开接点 /灯泡 1、了解被控对象的基本特性 常规灯 开--有电流，灯亮 关--无电流，灯灭 声控灯 有声--有电流，灯亮 无声--无电流，灯灭 正常情况下，输入和输出之间的关系，输出与干扰之间的关系，叫被控对象的基本特性 2、确定被控量与控制量 被控对象--灯泡 被控量--电流 控制量--接点的通与不通 输入量--声响 3、确定系统的构成方案 不需反馈 开环控制 系统构成：声传感器/控制器/常开接点 4、绘制系统框图 输入 （声响 ） 传感器 控制器 常开接点 （执行器） 电灯（对象） 输出 （亮/灭） 案例4-6棚室温度控制系统 1、了解被控对象的基本特性 输出量--棚室温度：c(t) 输入量--棚室设定温度：r(t) 干扰--室外冷环境：f(t) 2、确定被控量与控制量 被控量--室温 控制量--电磁阀的开度x(t) 3、确定系统的构成方案 感温元件--反馈 闭环控制系统 4、绘制系统框图 棚室温度控制系统框图 r(t) 继电器 电磁阀 散热器———棚室 感温元件 c(t) e(t) x(t) f(t) r(t)-输入 c(t)-输出 e(t)-偏差 x(t)-控制 f(t)-干扰 二、控制系统方案初步设计方法 1、从分析入手 2、首先关注 :传感器/控制器/执行器 /对象/反馈 3、了解对象的基本特性是否需要 4、变量：输入/控制/被控量/反馈量/偏差量 5、开/闭环选择 6、绘制系统框图 越简单的越好、越高级越好、控制精度、抗干扰性、经济性等 系统构成的类型、组成环节之间的关系、各种量之间的关系、信息流通等 实践（任选一） 1、自动升旗简易控制装置的设计 利用所学知识设计一套能实现自动升旗的简易控制装置的模型。 设计要求： （1）在国歌播放的时间内，控制国旗匀速上升到旗杆的顶端。 （2）选用成本低、易于获取的元件、设备和材料制作模型。 实践（任选一） 2、设计并制作学校自来水龙头自动控制装置。 你设计的水龙头要实现的什么功能？ 实践（任选一） 3、设计并制作可伸缩的晾衣控制装置。 基本功能： 利用手摇装置或电动装置将晾衣绳连同衣物移到室外，下雨时将它整体收回室内。 ... ...
