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(共23张PPT)
1.3开环电子控制系统和闭环电子控制系统
学习目标
1.知道反馈在电子控制系统中的作用
2.知道开环电子控制系统和闭环电子控制系统的区别,会用方框图分析生活中常见电子控制系统找出原理.
石晓新
小试验1：闭上眼睛写“控制系统”四个字
输入量：
老师的指令
输出量：
所写的字
小试验2
在黑板上有两张大脸，“四官俱全”，没有鼻子。请一位同学上来“填”鼻子，一次，睁着眼睛画，另一次闭着眼睛画。
1、闭着眼睛画：
人脑控制手画鼻子：人脑——手——鼻子
控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以修正、调节。是个单程的控制流向。这种控制，称为开环控制。
分析原因：
2、睁着眼睛画：
人脑控制手画鼻子，在此过程中，眼睛可以把手的位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精细的控制手去画好鼻子。控制过程中有反馈环节可以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回路。这种控制称为闭环控制。
人脑——手——画鼻子 |
|———眼睛—————|
“闭上眼睛写字”的控制过程方框图
手
大脑
输入
笔
输出
执行器
控制器
输入量
被控对象
输出量
一、开环电子控制系统
1、什么是开环电子控制系统
——如果电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响，也就是被控量的变化不会引起控制量的改变，即没有反馈。
2、开环控制系统的组成方框图
输入
被控对象
输出
控制(处理)
信息
例: 电子门铃的开环电子控制系统
用手按动按钮开关,输入一个触发信号
音乐集成电路经过触发后工作,产生一组载有”音乐”的电信号.
扬声器将电信号转变为音乐声.
输出的音乐声的变化对系统的控制状态并不产生影响,即不存在反馈.
输入:
控制(处理):
输出:
特点:
可以识别、
记忆
的芯片
门的开、关
声音：
“芝麻芝麻，
开门吧”
“芝麻开门”声控开门系统的控制方框图
《一千零一夜》里的一个故事：阿里巴巴和四十大盗的故事里有一扇神奇的门，请写出“芝麻开门”声控开门系统：
开环控制系统
输入量
声音传感器
电动机
门
输出量
请画出下列开环系统的方框图
1、电视摇控器的控制系统
2、楼道声控灯的控制系统
3、电动车的防盗报警系统
按开机
按扭
控制
电路
显像及音
频视频
电视机
电视
节目
影像
设定
声音
分贝
控制
电路
灯泡
计时器
灯光
时间
外力
强度
控制
电路
音响装置
计时器
警报器
警报声
声音
二、闭环电子控制系统
1、什么是闭环电子控制系统
能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到控制处理部分，从而对系统的控制产生影响。
给定量
比较器
控制器
执行器
被控对象
检测装置
被控量
×
控制量
﹢
﹣
输入
被控对象
输出
控制(处理)
检测
反馈
比较器
2、闭环电子控制系统方框图
给定量——作用于控制系统的物理量，预先给定的
被控量——需要进行控制的物理量
比较器是将给定量与所测的被控量进行比较，求出偏差
控制器——对被控对象起控制作用的设备总体，即控制装置(将这一偏差进行运算处理，并向执行器下达控制命令)
执行器——执行控制器的指令(根据指令对被控对象进行控制，从而使被控量稳定在一定范围内。)
被控对象——需要控制的机器、设备或生产过程
分析下列电子控制系统中的被控对象、被控量、控制器和它们的工作过程的共同点:
扬声器
音乐声
音乐集成电路
路灯
光的变化
电子电路
锁舌
锁舌的运动
集成电路
电子音乐门系统 路灯自动控制系统 电子锁 自动门
被控对象
被控量
控制器
集成电路
电动机
门的开关
红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号
控
制
电
路
电
机
自
动
门
门的开启或关闭
转动
输入
输出
家用电冰箱的结构和制冷原理图
组成：压缩机、冷却器和散热器，它们之间用一根管道相连。
管道里装有一种沸点很低的制冷剂。压缩机在管道的底部，它使制冷剂不断地在管道里循环。制冷剂流动到狭窄的毛细管时，受到强大压力，由气态变成液态，通过散热器对外放出热量。当制冷剂通过较粗的管道组成的冷却器时，由于压力突然降低，制冷剂由液态立即变为气态，从而吸收电冰箱内的热量，使电冰箱内的温度降低，达到制冷的效果。
家用电冰箱的闭环电子控制系统
输入
被控对象
输出
控制(处理)
检测
反馈
预置温度调节装置
(电子电路)
(继电器)
(冷藏室)
温度传感器
(微型电脑）
比较器
动画
根据冰箱内放置食物的保存要求，预先设置一个恰当的冷藏温度。
由电子电路组成,核心部件是一个微处理器——微型电脑。能对预置设定的温度和输出中检测到的电信号进行比较、分析和判断，并发出命令。
由电磁继电器组成。当它接到“接通”压缩机指令时，便接通压缩机工作电路。当它接到“停止”的指令时，继电器便断开压缩机的工作电路。
主要由温度传感器组成。温度传感器装在冷藏室内，它将检测到的冰箱冷藏温度转变为电信号并反馈到电子控制系统的控制（处理）部分。
输入：
控制(处理)：
输出：
检测与反馈：
——当接通电源后，控制电路命令执行器接通压缩机工作电路，制冷剂不断地在管道中循环，并吸收电冰箱内的热量，使电冰箱内的温度下降。同时，冷藏室内的温度传感器不断地检测箱内温度，并把温度变化的电信号反馈到控制（处理）部分，控制部分对预置的温度和反馈的温度进行比较、分析、处理。当电冰箱内的温度达到设定的温度时，控制部分发出指令给电磁继电器，继电器立即切断压缩机工作电路，制冷工作停止。
——当电冰箱内温度回升并超过设定温度时，电子控制电路又发出指令，使电磁继电器接通压缩机工作电路，压缩机重新工作并进行制冷。
马上行动
（1）找出身边开环电子控制系统和闭环电子控制系统的例子。
开环电子控制系统：
闭环电子控制系统：
（2）闭环电子控制系统与开环电子控制系统相比有什么优点？
闭环电子控制系统具有监测和反馈功能，可以提高控制的精度，而且实现控制的自动化。
电熨斗、电子门铃、电子调光台灯、电子手表、程序控制洗衣机、带遥控电视机公共汽车车门控制系统、
红绿灯定时控制系统、闹钟定时控制系统、
自动烘手机控制系统、游泳池注水定时控制系统
空调机、电冰箱、智能电饭煲、现代化农业温室
这是闭环系统吗？
同学们几乎每天听着扩音机里播放的音乐做广播体操，但扩音机从未引起大家的注意。学习了上面的内容后，“扩音机是一个什么电子控制系统”引起了全班同学的热烈讨论。
正方：扩音机是一个开环电子控制系统。
反方：扩音机是一个闭环电子控制系统。
这是闭环系统吗？
分析评判：
闭环电子控制系统必须符合两个条件：
（一）它的核心是电子技术；
（二）有反馈。反方把人划入控制系统，这个控制系统的核心就不单单是电子技术，故不能称为闭环电子控制系统。但因为存在反馈，可称为闭环控制系统。
练习
根据开环电子控制系统和闭环控制系统的区别进行分析、判断，在你认为正确的表格中打
开环电子控制系统 闭环电子控制系统
电子表
电取暖系统
空调
程序控制洗衣机
可调亮度的台灯
智能洗衣机
电热水器

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