第四单元 控制及其设计 学考复习课件(共25张PPT)2022-2023学年高中通用技术苏教版(2019)必修《技术与设计2》

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第四单元 控制及其设计 学考复习课件(共25张PPT)2022-2023学年高中通用技术苏教版(2019)必修《技术与设计2》

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(共25张PPT)
《控制及其设计》专题复习
人们按照自己的意愿或目的,通过一定的手段,使事物向期望的目标发展,这就是控制。
控制目的
控制对象
控制手段
1
2
3
基于什么目的
控制什么
采取怎样的手段
人工(手动)控制
自动控制
控制手段
控制的过程有人的直接干预和全程干预
控制的过程无人直接参与
区别:控制的过程有没有人直接干预
1.如图示为安全检测门,当有人携带违禁品通过时,检测门发出声音报警。该报警控制系统属于( )
A.人工控制、电子控制
B.自动控制、电子控制
C.自动控制、机械控制
D.人工控制、机械控制
B
该红绿灯的控制方式是?开环or闭环?
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响,这种控制系统称为开环控制系统。
开环控制系统
输出量
输入量
控制器
执行器
被控对象
控制量
◆控制器:即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。
◆执行器:即直接对被控对象进行控制的装置或元件。
◆控制量:即执行器的输出信号。
◆输入量:即控制系统的给定量。
◆输出量(被控量):即控制系统所要控制的量。
◆被控对象:即控制系统中所要求控制的装置和生产过程。
物理量或状态
实体的装置
开环控制系统
输出量
输入量
控制器
执行器
被控对象
控制量
设定的红绿灯时间
控制电路
电磁阀
红绿灯
红绿灯的亮灭
红绿灯定时控制系统将红绿灯的时间事先设定好,到了设定时间控制电路就自动接通相应的电磁阀,使红灯或绿灯接通,通过改变设定时间,控制红绿灯的亮灭。
引申特征:输出量和输入量不是同一性质的物理量或状态。
开环控制系统
定时控制的红绿灯系统,其控制过程如下:
输出量
输入量
控制器
执行器
被控对象
控制量
雨水、阳光信号
电机
电机的转动量
遮阳棚
遮阳篷打开或收起
3.如图所示是一款自动伸缩式遮阳篷的示意图,当传感器检测到雨水、阳光时,将感应信号发送给控制器,启动电机展开遮阳篷关于该控制系统,下列说法中不正确的是( )
A.输入量是雨水、阳光信号
B.控制量是前杆的位移量
C.执行器是电机
D.被控对象是遮阳篷
B
使用上述红绿灯的时候遇到了问题。周末路上车流量很大,可以通过人为调节红绿灯时间,但是每逢节假日或上下班都需要人为调节,我们可以如何解决这个问题呢?
根据车流量调节红绿灯时间的红绿灯
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称为闭环控制系统。
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。
该红绿灯的控制方式是?
闭环控制系统
该根据车流量调节红绿灯时间红绿灯控制系统的输入信号是设定的车流量。摄像头将检测到的车流量返回到控制系统的输入端,通过比较器与给定值比较。当实际车流量比设定值低时,控制电路控制红绿灯,将红灯亮的时间延长;当实际车流量比设定值高时,控制电路控制红绿灯,将红灯亮的时间缩短,从而控制车流量。
(控制电路)
(红绿灯)
(路上的车)
(实际车流量)
(摄像头)
设定的车流量
引申特征:输出量和输入量是同一性质的物理量或状态。
D
4.如图所示为一款磁浮地球仪台灯,位置传感器时刻检测地球仪的高度变化,控制芯片根据检测结果改变底座中的电磁线圈的电流强度,从而改变对地球仪的磁悬浮力大小,使地球仪高度稳定在设定高度。关于该控制系统,下列说法正确的是( )
A.被控对象是电磁线圈
B.该控制系统是开环控制
C.输出量为电流强度
D.输入量为地球仪的设定高度
设定的高度
控制芯片
地球仪的实际高度
位置传感器
地球仪
电磁线圈
电磁线圈的电流强度
闭环控制系统与开环控制系统的比较
类别 开环控制系统 闭环控制系统
相同点 不同点 定义
信号传递
组成 (有无反馈)
控制精度
检测装置
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统
包含输入量、控制器、执行器、控制量、被控对象、输出量。
控制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
单向
闭环
无反馈环节
增加了反馈环节
较低
较高
可以有,一般检测输入量
必须有,检测输出量
为什么下雨天红绿灯更容易出现故障?
在控制系统中,除输入量(给定值)以外,引起被控制量变化的各种因素都可以视为干扰因素。
干扰因素
设定的车流量
红绿灯
实际车流量
打雷
给定量
被控量
下雨、停电
干扰因素可能一个,
也可能若干个。
5.在电冰箱温度控制系统中,下列情况不属于影响其温度控制的干扰因素的是( )
A.把热菜放入电冰箱。
B.频繁开关冰箱门。
C.在电冰箱外放一小盆常温的水。
D.电冰箱所在房间的温度从10升高至30度。
C
红绿灯出现故障了,如何检修呢?(不拆开红绿灯的前提下)
通过对系统的输入与输出的关系的研究,进而推断出系统内部结构及其功能的方法。黑箱方法提供了一种不必打开黑箱就可以研究其内部结构和功能的方法。
中医“望闻问切”
黑箱方法
判断生熟鸡蛋
6.如图所示是一款汽车卸煤喷水系统。检测装置采集运煤汽车到位及离开信号,并将采集的信号传到控制器,控制器根据预设的程序指令,控制电磁阀定时开启,除尘喷头持续喷水,清除因汽车卸煤产生的煤尘。下列有关该喷水系统说法正确的是( )
A.该系统是闭环控制系统
B.被控对象是煤尘
C.输入量是卸煤车间的煤尘量
D.输出量是喷水量
D
6.如图所示是某物品分选控制系统示意图。工作时,光电检测器PH1检测到次品时,PLC装置向电磁装置下达指令,电磁装置动作将次品推入次品工件箱;检测器PH2检测到次品落下时,PLC装置向电磁装置下达指令复位缩回,正品则到9号工位落入正品工件箱。关于该分选控制系统,以下说法中正确的是(   )
A.输出量是电磁装置是否复位
B.被控对象是待分选的物品
C.控制器是电磁装置
D.反馈装置是光电检测器
B
7.如图所示为小乐家房顶配置的水塔供水系统。当水池水位低于下限时,控制中心控制打开电磁阀,进水开始,到达上限水位时,自动关闭电磁阀;当水塔水位低于下限,并且水池水位高于下限时,控制中心启动水泵给水塔加水。下列关于水塔水位控制系统的说法中,正确的是( )
A.该控制系统是闭环控制系统 B.被控量是水池水位
C.被控对象是水泵 D.控制量是电磁阀的开启或关闭
A
8.2019年7月10日,全国首个在全市范围提供“先离场、后付费”便捷泊车的城市大脑停车系统在杭州上线。该系统有车位显示系统、管理软件系统、防盗系统、监视系统、电脑影像对比系统、收费系统、出口控制器、地感线圈、自动道闸、车辆感应器、通讯适配器、传输设备等组成。车位显示控制系统由车位检测器,车位显示屏,车场显示灯,车位提示灯,信号处理器组成。在每个车位设置一个检测器,通过信号处理器并入管理软件子系统后,车位显示屏将显示当前的最佳停车车位给司机,车位提示灯开启并闪亮,引导司机停车。若车库内已无车位使用,则车位显示屏显示没有空余车位,不再受理车辆进库。下面对车位显示控制系统的分析正确的是( )
A.进场车辆是被控对象
B.输入量是进场车辆的信息
C.输出量是车位显示屏上显示的车位信息
D.该控制系统有反馈环节
C
谢 谢!
概念区分 名词 含义
设计时解决问题受到的限制 1.设计对象的特点和问题解决的标准。
2.设计者的的技术能力与条件。
影响系统优化的因素 (影响因素) 对系统的目标函数产生显著影响,并且可以人为调节的因素。
系统优化的约束条件 对系统优化起着限制作用,并且不可以人为调节的因素。
控制系统的干扰因素 在控制系统中,除输入量(给定量)以外,引起被控量变化的各种因素。
(2).判断装置,写出方框图
①.先找输出量(控制目的),再找输入量。输入量决定输出量
②.被控对象与输出量对应。
(注意控制系统都是装置,人不能作为被控对象)
③.执行器直接对被控对象进行控制。
④.控制量是执行器的动作或者输出信号量。
⑤.控制器能够发出指令或者命令。
题目中没有指明的可以写控制器或者控制电路。

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