4.3 闭环控制系统的工作过程 课件（24张ppt）

第四单元 控制及其设计 第三节 闭环控制系统的工作过程 目 录 CONTENTS 闭环控制系统 反馈 闭环与开环的比较 01. 02. 03. 黑箱方法 04. 05. 任务一 解析闭环控制系统工作过程 任务二 辨析反馈在控制系统中的作用 干扰因素 闭环控制系统 PART 01 闭环控制系统 自动水箱水位控制系统方框图 Arduino单片机 电动机 水箱 设定水位 转速 + 水位传感器 - 闭环控制系统 实际水位 比较器 闭环控制系统 特征 闭环控制系统的一般方框图 定义 控制系统的输出量返回输入端对控制过程产生影响的系统。 系统的输出量影响控制过程， 输入量到输出量之间的信号是循环传递， 存在反馈环节和比较环节。 偏差量 控制量 执行器 被控对象 被控量 控制器 检测装置 + - 给定量 比较器 闭环控制系统的组成--“五个装置四个量” 传感器 即检测装置，感应控制系统的实际变化信号（即被控量） 控制器 （1）接收处理比较器产生的偏差量 （2）转换并放大信号 （3）向执行器发出控制命令 执行器 提供动力，直接作用在被控对象进行控制的装置或元件 被控对象 系统本身或控制系统的组成部分（物理存在的物质） 比较器 检测给定量与被控量是否有偏差的装置 给定量 被控量 控制系统的实际变化值--变量 人为设定的数值或范围--定值 控制量 执行器执行程度高低大小快慢 偏差量 给定量与被控量的差值 闭环控制系统 如图为蒸汽机的转速控制系统,采用离心调速的方式进行控制。当蒸汽机的转速大于设定值时,通过圆锥齿轮将转速传递到竖轴,带动两个飞锤做离心运动,使套筒向上运动,通过调节杠杆使进气阀门的开度变小,蒸汽进气量减少,蒸 汽机的转速下降,反复调节直到转速趋于设定值。 （1）该控制系统属于_____（开环/闭环）控制系统。 （2）请完善控制系统方框图。①_____，② 杆组合的作用是_____(传感器/控制器/执行器)。 闭环 进气阀门 圆锥齿轮组和竖轴 传感器 — 离心式调速器对蒸汽机转速的控制 案例分析P121 二 电冰箱的温度控制 如图所示是某款电冰箱温度控制系统部分结构示意图，其工作过程如下：当电冰箱内的温度上升时，感温包和膜盒内的感温剂气体的温度随之上升，压强增大，使传动膜片向外伸胀，通过连接杆推动电触点闭合，于是电路接通，压缩机开始工作。当电冰箱内的温度降低至设定值时，该温度控制器会使压缩机停止工作。根据示意图和工作原理描述，下列关于该温度控制系统说法中不正确的是（ ）。 A．该款电冰箱温度控制系统的控制方式属于闭环控制 B．感温包如被电冰箱内冰霜覆盖后会导致制冷不正常 C．当调温旋钮逆时针方向调到某一位置时，预设的冰箱温度将降低 D．电冰箱工作电压波动属于该温度控制系统的干扰因素 C 案例分析P121 （设定温度） （2，3，4） （压缩机） （电冰箱） （冰箱内温度） （6，7，8，9） 马上行动（p121） 电冰箱温度控制系统 光控窗帘控制系统 输入量 输出量 控制器 执行器 被控制对象 （光感传感器） （电机） （控制电路） （窗帘） （开或关窗帘） 闭环与开环的比较 PART 02 闭环与开环的比较 闭环控制系统与开环控制系统的比较 控制系统 控制目的 反馈 控制过程 传感器的 检测内容 输出量与控制系统 控制精度 成本 应用范围 开环 闭环 无反馈 有反馈 单向 循环 精度较低 精度高 成本低 成本高 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 输入信号 输出 信号 输出量 不会影响 控制系统 输出量 会影响 控制系统 输出量 给定量 区别开环控制系统与闭环控制系统方法 简单的理解：就是看工作过程中是否存在反馈环节 如果有反馈则是闭环，反之则为开环 如果输入与输出是同一种类型，则为闭环，反之则为开环 输出影响控制系统，则为闭环， 输出不影响控制系统，则为开环 经验决策2： 科学决策 ... ...