第四章 控制与设计 课件（104ppt）

第四章 控制与设计 控制是根据自己的目的，通过一定的手段使事物沿着某一确定方向发展。 1、控制的含义 从控制过程中人工干预的情形来分， 控制有人工控制和自动控制。 2、控制的分类 （1）人工控制 概念：控制的过程是在人的直接干预和全程干预下进行的。 特点：有人直接干预。 电梯 木 门 风 扇 遥控模型 开车 （2）自动控制 概念：是指在无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行。 特点：不需要人的直接干预。 自动门 太阳能路灯 控制系统的 基本组成与工作过程 1、 控制系统 概念： 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。 2 、 开环控制系统 概念： 控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。 如:十字路口的红绿灯定时控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统 开环控制系统的方框图： 控制系统的给定量 对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件 直接对被控对象进行控制的装置或元件 执行器的输出信号 控制系统中所要求控制的装置或生产过程 控制系统的输出信号 案例分析1:游泳池的定时注水控制系统 定时器 进水阀门 游泳池 水流量 设定注水时间 游泳池的水位 案例分析2：自动门的控制系统 是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件 输入 （有人否） 传感器 控制器 门 输出 （开/关） 电动机 转动 概念： 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。 闭环控制系统的方框图如下： 与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个检测装置和比较器，构成一条闭合回路。 3 、 闭环控制系统 案例分析：游泳池水位控制系统 检测装置 控制器 进水阀门 游泳池 给定水位 水流量 比较器 游泳池水位 ＋ － 在飞机飞行过程中，为什么要关闭手机 4、干扰 在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起输出量变化的各种因素称为干扰因素。 例如：人在逆风中骑自行车 风 应保持的速度 自行车 行车速度 在一般控制系统中，干扰因素是需要克服的。而在有些情况下，却可以利用干扰因素实现某种目的。 如在军事演习中，红方利用一定频率的电磁波对蓝方的信息指挥系统进行干扰，使之不能正常工作。 5、反馈 在自动控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。 闭环控制系统的核心是通过反馈来减少输出量的偏差。 6、闭环控制系统与开环控制系统的比较 比较项目 开环控制系统 闭环控制系统 能否自动调整和补偿 不能 能 控制精度 比较低 高 结构 简单 相对复杂 适用场合 控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合 要求高精度和高可靠性的场合 7、黑箱方法 所谓黑箱方法是将要研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法。 恒温鱼缸的出现使得非热带地区也可以养殖热带鱼。它的工作原理是：当温度传感器检测到缸内水温低于设定温度时，控制器控制电热棒加热；当水温达到设定温度时，电热棒停止加热。据此分析，该恒温控制系统中的输出量是（ ） A 电热棒 B 实际水温 C 传感器 D 控制器 ? B 高速公路收费站已逐渐普及 ETC。在高速公路收费站出口车辆驶入 ETC(高速公路电子收费系统)车道时，ETC 系统对车辆身份进行识别，并扣除通行费后，电动栏杆自动抬起、放行。该控制系统于（ ） A 人工控制 开环控制 B 自动控制 开环控制 C 人工控制 闭环控制 D 自动控制 闭环控制 B 关于下图闭环控制系统方框图，说法正确的是（ ）。 A 控制系统方框图是一种技术语言 B 图中的箭头表示信息传递方向 C 图中的方框表示控制系统中的环节 D 描述的是控制系统的组成和工作过程 多选 ABCD 使用停车场智能车位显示系统 ... ...