4.4 控制系统的设计与实施 课件(共16张PPT)-2022-2023学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》

(课件网) 4.4控制系统的设计与实施 控制及其设计 控制系统的设计要素 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？ 控制系统的设计要素 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？ 控制系统的设计要素 控制系统设计 明确控制的目的 确定被控量、控制量 分析被控对象 的主要特性 控制系统的调试 运行和评价 分析主要的干扰因素 控制系统方案的选择 系统的成本分析 …… 实施控制系统所需的设备、元件等 控制系统的设计要素 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。 控制系统的设计要素 升旗简易控制装置的设计 控制系统的设计要素 A D C B 主要采用机械装置进行控制，控制精度不高，需要人工同步启动，容易产生不协调现象。 控制器的精度提高，但仍需人工同步启动，容易产生不协调现象。 采用电子计时器和课调速电机，克服了A与B中滑轮和旗杆高度要配合的问题，但仍需人工同步启动，容易产生不协调现象。 采用音乐控制升旗，克服了前三种方案的缺点。 √ 控制系统的设计要素 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。 控制系统的设计要素 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？ 控制系统的设计要素 1.选择开环还是闭环要根据控制系统的精度要求和条件的可行性而定 2.找出控制系统的干扰因素，并分清主次，找出最大的干扰因素 3.要确定控制量和被控量 4.执行器和检测装置的选择: 一是要根据控制量和被控量的需求，二是根据控制条件 控制系统的设计要素 练习1、高速公路汽车速度监测系统：测速雷达测量车速，经控制器判断后，控制摄像头将超速车辆的图像信息记录下来，作为违章处罚的证据，该速度监测系统中的被控对象是 A、汽车 B、测速雷达 C、摄像头 D、速度显示器 C 控制系统的设计要素 练习2、小明发现学校路灯有时由于没有及时关闭而浪费用电，为此他设计了一个控制方案，能够在天亮时关闭，天暗后打开。该控制系统应该属于 A、自动控制的闭环控制系统 B、自动控制的开环控制系统 C、人工控制的闭环控制系统 D、人工控制的开环控制系统 B 控制系统的设计要素 3、如图所示为汽车定速巡航控制系统示意图。当汽车达到需要的速度时，驾驶员打开定速巡航开关，设定行驶速度，速度传感器检测汽车行驶速度，并将速度信号传输给速度控制器，速度控制器将汽车行驶速度与速度设定值进行比较，根据比较的偏差值自动增减节气门的开度，调节供油量，使汽车保持定速行驶。 控制系统的设计要素 3、如图所示为汽车定速巡航控制系统示意图。当汽车达到需要的速度时，驾驶员打开定速巡航开关，设定行驶速度，速度传感器检测汽车行驶速度，并将速度信号传输给速度控制器，速度控制器将汽车行驶速度与速度设定值进行比较，根据比较的偏差值自动增减节气门的开度，调节供油量，使汽车保持定速行驶。 速度控制器 节气门 汽车 汽车的实际速度 速度传感器 控制系统的设计要素 4. 世界卫生组织认为：室内相对湿度40%～60%为适宜湿度。过低时，人们可能出现嘴唇干裂、鼻孔出血、喉头燥痒等现象。过高时，如梅雨 ... ...