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控制系统知识衔接
浙摄版2023版 六年级下册
一、系统
如：
1.客厅系统：
由沙发、茶几、电视机、电灯、空调等部分构成
功能：能够提供家庭聚谈、休闲娱乐、接待客人等
2.住房系统：
由客厅、卧室、书房、厨房、卫生间等部分构成
功能：满足家庭成员生活起居的需求
3.电灯系统：
由电路、开关、灯泡等部分构成
功能：能够提供照明
4.计算机系统：
由硬件、软件等部分构成
功能：能够提供在线学习、网络办公和数字娱乐等
概念：由多个要素以一定结构联结而成且具有特定功能的有机整体。
二、系统的构成
一个系统由多个部分构成，每个部分成为子系统。
系统与子系统的关系：
1.每个子系统又由更小的子系统构成。
2.一个系统可以和另外的系统一起联结成更大的系统。
系统可以分解成多个子系统，不同的系统又可以作为子系统去构建更大的系统，子系统通常又称为系统的“模块”。
三、控制系统
如：
1.开关控制电灯：
打开开关电灯就会亮起，关闭开关电灯就会熄灭，也可以通过感应人体、感应亮度、感应声音等自动控制电灯的亮与灭。这些电灯、开关、感应模块所构成的系统就是电灯控制系统。
2.水龙头控制系统：
有的水龙头打开之后就会出水，水量大小可以通过水龙头控制，注满容器后可以关闭；还有的通过自动检测水压、注水量、放水速度等实现自动控制。
3.洗衣机、电饭煲、电冰箱、空调、智能音箱、自动驾驶汽车等。
概念：对某个事物通过若干个环节实施管理或者控制，这些环节所涉及的装置
（或者模块）就构成了一个系统，可以称为 控制系统。
烧水控制系统的发展
手动
半自动
全自动
三、控制系统的三个环节
从外界获得的输入 经过计算产生输出，进而作用于外界，这是控制系统运行的一般过程。如：空调控制系统的运行
控制系统的运行可以抽象为输入、计算、输出三个典型环节。（如烧水控制系统）
1.输入是控制系统的重要环节，也是驱动系统运行的基本条件。
电风扇控制系统：按下风速档位、设定吹风时间等等。
2.计算是控制系统中的干预环节，可以人为干预，也可以计算机自动运算干预。
电风扇控制系统：根据事先设计好的规则进行判断计算。
水龙头控制系统：观察容器中是否放满水也可以看作计算。
3.输出是控制系统运行之后的结果，也可以理解为事物发展的预期结果。
电风扇控制系统：风扇叶片转速、吹出的风量等。
1.控制系统的输入可以有不同的形式，如声音信号、温度信号、开合信号，还有可能是系统内部模块中输出的数据（即各类传感器感应到的数据）
例：智能门锁控制系统的输入：指纹、密码、人脸等数据
电灯开关控制系统的输入：按键状态、声音大小、光线强弱等数据
手动
半自动
全自动
人脸识别进站闸机控制系统中的输入环节
烤箱控制系统中的输入环节
2.控制系统中的输出是控制系统执行操作后得到的结果，有的是发出声音、开启设备这样的显性变化，有的是控制系统之间传递的一个数据。
手动
半自动
全自动
水龙头控制的输出为出水量大小，电灯是灯亮或灭，停车收费系统是金额数据……
空调控制系统中的输出
3.控制系统中的计算是根据事先设定好的算法和策略，对输入数据进行运算与处理，得到控制输出的过程。在控制系统中，计算是控制过程的核心环节。
手动
半自动
全自动
计算的类型
查表计算：根据输入的数据，从查询表中找到对应结果的计算过程。
手动
半自动
全自动
条件计算：通过条件匹配来获得结果的计算类型。
如空调系统制冷的计算过程，是对“室温大于预设温度”和“室温小于等于预设温度”两种情况进行判断和选择的过程。
人工控制：生活中的有些控制系统需要人为干预才能实现控制
如：听音乐时，音量不合适
这一类控制都需要人根据观察或者感受来进行判断并干预。
手动
半自动
全自动
自动控制：根据测量输出值，输出值的变化影响到输入端（将输出结果作为输入信号），再与预设的目标值（预期效果）进行比较，从而实现自动控制。
如：空调系统通过温度传感器测量室内温度，将室内温度与预设温度比较，调节出风口的风速和压缩机的功率。
四、计算机控制系统
由计算机参与并作为核心环节的自动控制系统，成为计算机控制系统。
计算机控制系统是将被控对象与计算机连接在一起，各种控制策略在计算机内进行实时计算，最后从计算机输出控制量，对被控制对象进行控制。
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