课件58张PPT。第四单元 控制与设计控制系统的设计与实施 （共3课时）控制系统的设计与实施一、控制系统设计的一般思路二、控制系统的设计与实施案例第1课时 引入： 要设计一种自动开关的节能灯控制系统，如何展开我们的设计思路？需要从哪些方面着手考虑问题呢？被控对象是什么？ 控制的目的是什么？ 这种灯用在什么地方？环境怎样？ 这样的灯应如何工作？被控量和控制量分别是什么？ 有什么其他因素会干扰灯的正常工作？ 依据你的判断，能提出一种设计方案吗？1.控制系统设计的一般思路：案例：电吹风风速控制（1）被控对象是什么？ （2）控制目的是什么？ （3）被控量是什么？控制量是什么？ （4）需要哪些零部件组成控制系统？ （5）有哪些干扰因素会影响到控制系统的工作？影响的程度有多大？ （6）你认为,控制系统各部件的设计还与什么有关?⑴ 开环控制系统的设计明确设计要求。 明确被控对象、被控量和控制量。 考虑控制系统的方案。设计要求：电吹风能根据不同的挡位（如冷风挡、热风挡）输出不同种类的风。 设计分析：电吹风控制系统的被控对象是电吹风装置，被控量是风的速度和温度，控制量是电机电压，干扰因素是房间温度、电源电压的波动等。 电吹风分控制工作过程：电吹风是要将其内部电热丝的热量通过一个小电风扇扩散出去。方案构思：选择开环控制系统实现电吹风的控制要求。 设定风的挡位就设定了电机的电压和电热丝的阻值，接通电源后，电机带动一个小风扇转动，产生的风通过电吹风的电热丝，输出的就是与设定的风种相对应的风。电机、风扇、电热丝设定电吹风的挡位（输入）风的速度和温度（输出）。试验过程：1.画出电吹风的电路设计图； 2.选择挡位打开开关演示电吹风的工作过程； 3.知识延伸：如果设定了热风挡之后又需要分强风挡和弱风挡如何进行设计。案例：抽水马桶观察模型的演示，阅读教材，陈述其工作过程。提出下列问题： （1）被控对象是什么？ （2）控制目的是什么？ （3）被控量是什么？控制量是什么？ （4）为什么采用闭环控制方式？ （5）被控量与控制量之间是如何实现反馈的？ （6）如果要节约用水，减少水箱每次冲水量，你能设计哪几种方案？⑵ 闭环控制系统：① 一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的。 ② 控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定量之差应控制在允许的范围之内。 ③ 闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。案例分析：抽水马桶水箱的自动控制系统的设计设计项目：抽水马桶水箱的自动控制系统 设计要求： 1.当水箱中的水位低与某一指定的高度时，进水口立即进水。 2.当水箱中的水位高与某一指定的高度时，进水口立即停止进水。 3.控制系统对控制精度和系统的稳定性均没有特别的要求。设计分析：1.从设计要求来看，这是一种自动控制，因此选择闭环控制系统。 2.被控对象是抽水马桶的水箱，被控量是抽水马桶水箱水位的高度，控制量是进水管的水流量（即进水量），水箱水位的高度与进水量之间呈曲线关系。 3.主要干扰因素水水箱的流水量。采用浮球作为水位高度的检测装置。当水箱中的水位低与某一指定的高度时，出现了水位差（给定的水位高度与实际高度之差），这个信号通过浮球、连杆机构传给进水阀，使进水阀打开，从而水箱进水；当水箱中的水位高与某一指定的高度时，水位差为零，进水阀关闭。水箱水位的控制过程： 拨动冲水旋扭，使出水阀打开，水箱冲水。与此同时，进水阀打开，水箱进水，直到指定水位时，进水阀关闭。给定水位杠杆比较进水阀门水箱水位浮球+- 控制过程方框图： 小结：?一、控制系统设计的一般思路 系统要达到的目标？ 控制的对象？ 被控对象的特性？ 被控量和控制量？ 外界的主要干扰因素？ ?怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现？ ?设备和元件？1.选 ... ...
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