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课件15张PPT。第三节　开环电子控制系统和闭环电子控制系统没有1.开环电子控制系统是指电子控制系统的输出结果对系统的控制______影响，也就是被控量的变化______引起控制量的改变。
2.开环电子控制系统的方框图3.闭环电子控制系统是指能对输出结果进行______，并将检测信号______到控制处理部分，从而对系统的控制产生影响的电子控制系统。不会检测反馈4.闭环电子控制系统的方框图闭环5.空调系统属于______(填“开环”或“闭环”)电子控制系统。一、反馈在电子控制系统中的作用(a)控制系统的输出信号以一定的方式和路径送回到系统的输入端与输入量(给定量)进行比较的过程叫反馈。
作用：反馈是对输出量进行检测并返送到输入端与输入量进行比较求出偏差值，然后控制器根据这个偏差值发送指令。有了反馈，输出量会影响控制器、执行器和控制量。在受到干扰后，系统通过反馈能使输出量稳定在一定范围内，所以反馈是提高电子控制系统控制精度的重要方法。【典例1】 某智能家居系统，能借助各类传感设备接纳各类传感信号，并触发控制命令或经过人的自觉遥控、手动触发对应的发射类智能设备来收回控制命令，例如：温湿度传感器搜集室内的温湿度变化数据，按照需求设定温湿度变化的触发要求。当温度或湿度达到预设的触发要求时，就联动收回控制命令，如当温度高时，空调开端制冷，当温度低时，空调开端制热。若装置了亮度传感器，则当室内光照亮度充足时，预设的灯光主动关闭，当室内光照亮度不够时，预设的灯光主动打开。若装置了安防人体感应器，当设防时，监测到有人在活动时马上触发电话报警；当非设防形态时，感应到人就主动开启预设的灯光，当监测到无人时就主动关闭灯光。关于该智能家居系统的分析，正确的是(　　)A.温湿度控制系统中，温湿度传感器仅具有反馈检测的作用
B.亮度传感器的作用是获得光照强度信号
C.该控制系统中所有控制现象都是闭环电子控制系统
D.当设防时，监测到有人在活动时，马上触发电话报警，说明存在反馈
解析　A选项中温湿度传感器既作为输入部分，又作为反馈检测部分，C选项中该智能家居系统中不全是闭环电子控制系统，设防时报警系统就是开环电子控制系统，D选项中设防时报警系统不存在反馈。
答案　B【变式训练1】 下列的控制系统中，属于反馈的是(　　)A.火灾报警系统中，烟雾传感器检测到烟雾信号，触发控制电路，拉响警报
B.自动门控制系统中，红外传感器检测到人体红外线，给控制电路触发信号
C.噪音控制系统中，声音传感器将外界噪音，转变为电信号的强度，传给控制器
D.湿度控制系统中，湿度传感器将检测到的湿度输入控制器中和设定的湿度进行比较
解析　控制系统的输出信号以一定的方式和路径送回到系统的输入端与输入量(给定量)进行比较的过程叫反馈。
答案　D二、开环电子控制系统和闭环电子控制系统的区别(b)电子控制系统的分类：根据有无信息的反馈分为开环电子控制系统和闭环电子控制系统。1.开环电子控制系统定义：若电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响，也就是被控量不会引起控制量的改变，即没有反馈，这种电子控制系统叫做开环电子控制系统。
方框图：组成：输入、控制(处理)、输出三部分。2.闭环电子控制系统定义：若电子控制系统对输出结果进行检测并将检测信号反馈到控制处理部分，从而使输出量对系统的控制有影响，也就是被控量会引起控制量的改变，即有反馈，这种电子控制系统叫做闭环电子控制系统。
方框图：组成：输入、控制(处理)、输出、检测与反馈。【典例2】 目前市场上的全自动洗衣机分为两种，一种是普通的电子程序控制洗衣机，只要按动面板上的功能键，洗衣机便能按照设定的洗衣程序完成清洗，另一种是更加先进的智能控制洗衣机，能自动感知衣物重量和衣物污垢程度，自动加水和洗涤剂，并能从洗衣的水流中检测是否完成清洗。关于这两种洗衣机，下列说法错误的是(　　)A.两种全自动洗衣机都是电子控制系统 B.智能洗衣机内部有多种传感器
C.普通洗衣机是闭环电子控制系统 D.智能洗衣机是闭环电子控制系统
解析　普通洗衣机是开环电子控制系统。
答案　C【变式训练2】 我们一般见到的交通红绿灯依靠电子定时装置来实现翻转，而智能化的红绿灯电子控制系统能根据交通流量自动调整红绿灯翻转时间。下列说法错误的是(　　)A.智能红绿灯的控制精度高 B.定时红绿灯是开环电子控制系统
C.智能红绿灯是闭环电子控制系统 D.智能红绿灯现阶段能取代定时红绿灯
解析　智能红绿灯现阶段还不能完全取代定时红绿灯。
答案　D三、常见的闭环电子控制系统的工作过程(b)常见的闭环电子控制系统的工作过程，如水位、恒温、恒湿、恒压、恒速等控制工作过程。【典例3】 如图所示是一加热炉的恒温自动控制示意图，根据示意图，热电偶属于该控制系统中的(　　)A.输入量 B.被控对象
C.输出部分 D.输入部分
解析　热电偶属于输入部分。
答案　D【变式训练3】 下列不是闭环电子控制系统的是(　　)A.红外感应水龙头 B.空调的温度控制系统
C.花圃的湿度自动控制系统 D.智能洗衣机的水位控制
解析　红外感应水龙头属于开环电子控制系统。
答案　A第三节　开环电子控制系统和闭环电子控制系统
考试内容
考核要求
开环电子控制系统和闭环电子控制系统
(1)反馈在电子控制系统中的作用
(2)开环电子控制系统和闭环电子控制系统的区别
(3)生活中常见的闭环电子控制系统的工作过程
a
b
b
1.开环电子控制系统是指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。
2.开环电子控制系统的方框图
―→―→―→
3.闭环电子控制系统是指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的电子控制系统。
4.闭环电子控制系统的方框图
5.空调系统属于闭环(填“开环”或“闭环”)电子控制系统。
一、反馈在电子控制系统中的作用(a)
控制系统的输出信号以一定的方式和路径送回到系统的输入端与输入量(给定量)进行比较的过程叫反馈。
作用：反馈是对输出量进行检测并返送到输入端与输入量进行比较求出偏差值，然后控制器根据这个偏差值发送指令。有了反馈，输出量会影响控制器、执行器和控制量。在受到干扰后，系统通过反馈能使输出量稳定在一定范围内，所以反馈是提高电子控制系统控制精度的重要方法。
【典例1】 某智能家居系统，能借助各类传感设备接纳各类传感信号，并触发控制命令或经过人的自觉遥控、手动触发对应的发射类智能设备来收回控制命令，例如：温湿度传感器搜集室内的温湿度变化数据，按照需求设定温湿度变化的触发要求。当温度或湿度达到预设的触发要求时，就联动收回控制命令，如当温度高时，空调开端制冷，当温度低时，空调开端制热。若装置了亮度传感器，则当室内光照亮度充足时，预设的灯光主动关闭，当室内光照亮度不够时，预设的灯光主动打开。若装置了安防人体感应器，当设防时，监测到有人在活动时马上触发电话报警；当非设防形态时，感应到人就主动开启预设的灯光，当监测到无人时就主动关闭灯光。关于该智能家居系统的分析，正确的是(　　)
A.温湿度控制系统中，温湿度传感器仅具有反馈检测的作用
B.亮度传感器的作用是获得光照强度信号
C.该控制系统中所有控制现象都是闭环电子控制系统
D.当设防时，监测到有人在活动时，马上触发电话报警，说明存在反馈
解析　A选项中温湿度传感器既作为输入部分，又作为反馈检测部分，C选项中该智能家居系统中不全是闭环电子控制系统，设防时报警系统就是开环电子控制系统，D选项中设防时报警系统不存在反馈。
答案　B
【变式训练1】 下列的控制系统中，属于反馈的是(　　)
A.火灾报警系统中，烟雾传感器检测到烟雾信号，触发控制电路，拉响警报
B.自动门控制系统中，红外传感器检测到人体红外线，给控制电路触发信号
C.噪音控制系统中，声音传感器将外界噪音，转变为电信号的强度，传给控制器
D.湿度控制系统中，湿度传感器将检测到的湿度输入控制器中和设定的湿度进行比较
解析　控制系统的输出信号以一定的方式和路径送回到系统的输入端与输入量(给定量)进行比较的过程叫反馈。
答案　D
二、开环电子控制系统和闭环电子控制系统的区别(b)
电子控制系统的分类：根据有无信息的反馈分为开环电子控制系统和闭环电子控制系统。
1.开环电子控制系统
定义：若电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响，也就是被控量不会引起控制量的改变，即没有反馈，这种电子控制系统叫做开环电子控制系统。
方框图：
组成：输入、控制(处理)、输出三部分。
2.闭环电子控制系统
定义：若电子控制系统对输出结果进行检测并将检测信号反馈到控制处理部分，从而使输出量对系统的控制有影响，也就是被控量会引起控制量的改变，即有反馈，这种电子控制系统叫做闭环电子控制系统。
方框图：
组成：输入、控制(处理)、输出、检测与反馈。
【典例2】 目前市场上的全自动洗衣机分为两种，一种是普通的电子程序控制洗衣机，只要按动面板上的功能键，洗衣机便能按照设定的洗衣程序完成清洗，另一种是更加先进的智能控制洗衣机，能自动感知衣物重量和衣物污垢程度，自动加水和洗涤剂，并能从洗衣的水流中检测是否完成清洗。关于这两种洗衣机，下列说法错误的是(　　)
A.两种全自动洗衣机都是电子控制系统
B.智能洗衣机内部有多种传感器
C.普通洗衣机是闭环电子控制系统
D.智能洗衣机是闭环电子控制系统
解析　普通洗衣机是开环电子控制系统。
答案　C
【变式训练2】 我们一般见到的交通红绿灯依靠电子定时装置来实现翻转，而智能化的红绿灯电子控制系统能根据交通流量自动调整红绿灯翻转时间。下列说法错误的是(　　)
A.智能红绿灯的控制精度高
B.定时红绿灯是开环电子控制系统
C.智能红绿灯是闭环电子控制系统
D.智能红绿灯现阶段能取代定时红绿灯
解析　智能红绿灯现阶段还不能完全取代定时红绿灯。
答案　D
三、常见的闭环电子控制系统的工作过程(b)
常见的闭环电子控制系统的工作过程，如水位、恒温、恒湿、恒压、恒速等控制工作过程。
【典例3】 如图所示是一加热炉的恒温自动控制示意图，根据示意图，热电偶属于该控制系统中的(　　)
A.输入量 B.被控对象 C.输出部分 D.输入部分
解析　热电偶属于输入部分。
答案　D
【变式训练3】 下列不是闭环电子控制系统的是(　　)
A.红外感应水龙头 B.空调的温度控制系统
C.花圃的湿度自动控制系统 D.智能洗衣机的水位控制
解析　红外感应水龙头属于开环电子控制系统。
答案　A
1.相对而言，闭环电子控制系统的特点是(　　)
A.结构简单 B.造价较低
C.被控对象的状态变化较为简单 D.被控量控制精度较高
解析　闭环电子控制系统的特点是结构复杂，造价较高，控制精度较高。
答案　D
2.家用电冰箱由压缩机、冷却器、散热器、管道、箱体和控制器组成。管道中装有沸点很低的制冷剂，压缩机工作使制冷剂不断在管道里循环着。温度传感器安装在箱体内的冷藏室内，时刻检测室内温度并转化成电信号给控制处理部分，控制处理部分不断地比较判断是否与预置温度一致，当电冰箱内温度达到预置温度时，控制处理部分就发出指令给电磁继电器，继电器就切断压缩机的电路，制冷工作停止。在家用电冰箱的制冷工作过程中，可知参与反馈环节的元件是(　　)
A.冷却器 B.压缩机
C.电磁继电器 D.温度传感器
解析　控制系统的输出信号被温度传感器检测到后送回到系统的输入端与输入量(给定量)进行比较的过程叫反馈。
答案　D
3.学校上课铃声控制系统的类型和被控对象分别是(　　)
A.开环控制系统、扬声器 B.开环控制系统、铃声
C.闭环控制系统、扬声器 D.闭环控制系统、铃声
解析　学校上课铃声控制系统属于开环控制系统，被控对象是扬声器。
答案　A
4.如图是一支防近视智能笔，内置红外传感器，当使用者书写时头部过于接近桌面，红外感应器会感应到使用者脸部反射的红外线信号，将信号传给中央处理器，通过芯片作用，机械部件产生联动，笔尖就会自动缩回，当学生调整好坐姿，笔尖又会自动伸出，恢复正常书写功能。关于该智能笔的笔尖伸缩控制系统，下列说法错误的是(　　)
A.智能笔的笔尖伸缩控制系统属于开环电子控制系统
B.智能笔的输入部分是红外传感器
C.智能笔的控制部分是中央处理器
D.智能笔的输出部分是笔尖
解析　智能笔的输出部分是机械部件。
答案　D
5.造纸厂采用一套自动控制纸张厚度的系统，β射线穿过纸，在另一侧接收β射线，如果纸偏厚或偏薄，穿过纸以后的β射线就会变化，控制器利用检测到的β射线的变化来控制轧辊调整装置来调整轧辊之间的间隙，控制纸张达到要求的厚度。下列关于该系统的说法不正确的是(　　)
A.该系统属于闭环控制系统
B.该系统属于自动控制
C.该系统的检测反馈部分是β射线检测装置
D.该系统的被控对象是轧辊
解析　该系统的被控对象是纸张。
答案　D
1.家用可调光台灯，当用手调节旋钮时，灯的亮暗变化会马上反映出来。这一控制系统的类型为(　　)
A.自动、闭环控制系统 B.手动、闭环控制系统
C.自动、开环控制系统 D.手动、开环控制系统
解析　家用可调光台灯属于自动控制和开环控制系统。
答案　C
2.如图所示是一款智能睡毯，它具有唤醒功能：控制电路根据App上设定的时间，发出指令提前接通相应电子开关，渐渐升高温度、内置的振动器持续发出轻微震动，直到人起床。下列关于唤醒控制系统的分析中，正确的是(　　)
A.输出部分是电子开关
B.被控对象是睡毯上的人
C.控制量是App上设定的时间
D.该系统含有检测装置和比较部分，属于闭环控制系统
解析　被控对象是振动器，控制量是电子开关的开或关，该系统属于开环控制系统。
答案　A
3.如图所示是某洗碗机控制系统结构示意图，其工作原理是通过洗涤泵将水流通过淋喷器高压喷出，水流的反作用力使淋喷器旋转，从而使水流可以达到洗碗机的任何角落，水流经过加热器加热后温度可达60至80度，在高温水流和强碱性洗涤剂的作用下，有效地除去餐具上的油污。下列关于该控制系统的分析，不正确的是(　　)
A.淋喷子系统属于开环控制系统
B.水温加热子系统属于开环控制系统
C.水温加热子系统中，输出部分是加热装置
D.水温加热子系统中，被控对象是水
解析　水温加热子系统属于闭环控制系统。
答案　B
4.如图所示是高速动车系统，内有烟雾预警控制系统。其工作原理是：烟雾传感器将检测到的烟雾信号送入中心控制器，与设定值进行比较，当高于设定值时，继电器通电，喇叭产生蜂鸣声；同时向制动器发出指令，动车组紧急制动而减速。关于该烟雾预警控制系统，下列说法不正确的是(　　)
A.该控制系统的输出部分是继电器
B.烟雾传感器是检测装置，检测的是输入量
C.该控制系统是开环控制系统
D.该控制系统存在反馈
解析　该控制系统属于开环控制系统，不存在反馈。
答案　D
5.声光控LED灯，由声敏传感器和光敏传感器检测外界声音和光照，如果在天黑的时候检测到声音，控制电路作出判断，导通双向可控硅，让LED灯发光。关于这款LED灯，下列说法正确的是(　　)
A.声敏传感器是输入部分，光敏传感器则不是
B.可控硅是控制部分
C.LED灯要检测声音和光照，所以是闭环电子控制系统
D.LED灯发光以后，不影响整个电子控制系统的运行，所以是开环电子控制系统
解析　声敏传感器和光敏传感器都是输入部分，可控硅是输出部分，LED灯是开环电子控制系统。
答案　D
6.下列关于电子控制系统的说法中，不正确的是(　　)
A.控制器能对信号进行分析、判断和处理
B.将检测到的输入量返回到控制器
C.传感器能将非电信号转化成电信号
D.有传感器的不一定是闭环控制系统
解析　反馈是指将检测到的输出量返回到控制器与输入量(给定量)进行比较的过程。
答案　B
7.下列关于家用电冰箱温度电子控制系统的描述，说法错误的是(　　)
A.属于开环电子控制系统 B.控制器是微电脑处理器
C.检测装置是温度传感器 D.被控量是冷藏室的实际温度
解析　家用电冰箱温度电子控制系统属于闭环电子控制系统。
答案　A
8.下列设备属于开环电子控制系统的是(　　)
A.智能电饭煲 B.电热水器
C.电子门铃 D.家用空调
解析　电子门铃属于开环电子控制系统。
答案　C
如图所示为一饮水机的结构图，其中存在一个水位控制系统，它的作用是让控水槽始终保持一定的水量。当饮水机被使用之后，由于控水槽中水位降低，使得浮体向下移动，从而打开阀门，水桶中的水补充进控水槽。请回答第9～10题。
9.以下说法正确的是(　　)
A.该系统是开环控制系统 B.该系统是闭环控制系统
C.该系统采用人工控制的方式 D.该系统采用电子控制的方式
解析　该系统是闭环控制系统，该系统采用机械控制的方式。
答案　B
10.在该水位控制系统中，浮体是(　　)
A.控制器 B.执行器
C.被控对象 D.检测装置
解析　浮体是用于检测水位的检测装置。
答案　D
11.有报纸报道，一位8岁小女孩在进某酒店的旋转大门时，被旋转大门夹住，结果造成重伤。为此，酒店对大门进行了重新设计，采用压力传感器检测是否受到阻力，使旋转大门遇到阻力时能够自动停止转动。如当人被旋转大门夹住时，压力传感器会检测到大门遇到阻力，控制电路接收到该信号后，便会发出相应的指令，启动电机运转，从而带动车动作，将门刹住，防止以外事故发生。改进后的酒店旋转大门控制系统为(　　)
A.自动控制、闭环控制系统 B.自动控制、开环控制系统
C.手动控制、闭环控制系统 D.手动控制、开环控制系统
解析　改进后的酒店旋转大门控制系统为自动控制、开环控制系统。
答案　B
12.如图所示为电加热开水炉，由水位控制、温度控制和显示控制子系统组成，当炉内水位低于设定水位时，进水阀门打开，同时启动加热，红色指示灯亮，绿色指示灯熄灭；达到设定水位后，进水阀门关闭，并继续加热至100摄氏度后停止加热，红色指示灯熄灭，绿色指示灯亮，开水炉进入保温状态。关于该控制系统的说法正确的是(　　)
A.水位控制子系统的被控对象是进水阀门
B.温度控制子系统的被控对象是电热丝
C.显示控制子系统的被控对象是红色、绿色指示灯
D.此系统包括三个子系统，它们之间相互独立
解析　显示控制子系统的被控对象是红色、绿色指示灯。
答案　C
13.如图为一款果实采摘机器人，内燃发动机驱动两台油压泵，其中的一台是用于驱动机械手，另一台用于驱动车辆行走，机器人内置的一套智能应用系统用以区分水果或者蔬菜成熟度，当采集系统传感过来的参数与预设的瓜果成熟参数匹配时，智能应用系统驱动伺服电机转动，从而带动机械臂及切割刀完成采摘。以下关于该控制系统说法正确的是(　　)
A.此控制系统为闭环控制系统
B.采集系统传感参数与预设参数比较的过程属于反馈
C.被控量是伺服电机的转动
D.控制部分是智能应用系统
解析　此控制系统为开环控制系统，采集系统传感参数与预设参数比较的过程不属于反馈，伺服电机的转动是控制量。
答案　D
14.如图所示是一款恒温加热保暖手套，配有专门的电池和充电配件，使用时可三档智能调温。以下对于该手套温度控制系统分析不恰当的是(　　)
A.输出部分可以选择电热丝
B.输入部分可以采用温度传感器
C.三档温度调节，说明该控制系统为手动控制
D.手套的温度控制可以采用闭环控制方式
解析　该控制系统为自动控制。
答案　C
15.小明想为教室设计一个断电控制系统。从检测到最后一人离开教室开始计时，15分钟后将自动断电；若检测到有人进教室则自动停止计时并将计时器清零。设计时他将教室中的电灯确定为被控对象，下列构思中不合理的是(　　)
A.红外传感器可作为检测装置
B.该控制系统的输入量可定为计时时间
C.输出部分可选用直流电磁继电器
D.该系统的控制方式可定为开环控制
解析　输入量是人体信号。
答案　B
16.下列对交通路口红绿灯定时控制系统的设计分析不正确的是(　　)
A.该系统是开环控制系统
B.被控对象是按照红绿灯指示行驶的车辆
C.控制部分可以选用定时器
D.系统的输入量是设定的时间
解析　被控对象是红绿灯。
答案　B
17.如图所示为蓄水池水位自动控制系统。当水位传感器检测到水位低于低水位时，控制柜就会接通水泵电源，水泵开始抽水：当水位到达高水位时，控制柜切断水泵电源，停止加水。
请根据示意图和描述，完成以下任务：
(1)填写完整该电子控制系统的方框图。
(2)如果出现水位到达高水位时，水泵还继续工作抽水的情况，下列情况不可能的是(　　)
A.水位传感器损坏
B.水泵损坏
C.水位传感器接入控制柜的探头线脱落
D.控制柜中用于切断水泵的交流接触器损坏，无法切断水泵电源
解析　(1)输入部分是水位传感器，控制部分是控制柜，输出部分是水泵；(2)水泵损坏不会继续工作抽水。
答案　(1)水位传感器　控制柜　水泵　(2)B
18.如图所示驱动器读取数据时，需将磁头定位到某个磁道。当控制装置接收到预期磁头位置信号后，控制电机驱动支撑臂及磁头移动到相应的磁道。传感器检测磁头的位置，并将检测到的信号发送给控制装置与预期信号进行比较，控制装置根据比较偏差值做出调整。
根据上面的示意图及其描述，在控制系统方框图中“________”处填写与磁头定位控制系统相对应的内容。
①________________；②________________；
③________________；④________________。
答案　①电机、支撑臂　②磁头　③实际磁头位置　④传感器
19.如图所示为一款烘箱的热风温度控制系统的示意图，其工作过程是：温度传感器检测到烘箱的实际温度，把信号传给温度控制器，与预设温度进行比较，到达预设温度时，温度控制器控制鼓风机及热风机关闭，低于预设温度时，鼓风机及热风机启动，从而使烘箱的实际温度保持在一定范围内。结合以上内容，请回答下列问题，在“________”处填写上相应内容。
(1)该控制系统的控制方式属于________环控制，被控对象与被控量分别是________、________；
(2)某次操作由于烘箱温度过高而超过设定温度，造成这次事故的原因可能是________(在①加热过程中温度传感器损坏；②供电电路损坏导致断路；③停止加热过程中温度传感器损坏中选择一项，将序号填写在“________”上)。
解析　(1)略；(2)加热过程中温度传感器损坏，反馈过程无法进行，造成实际温度过高。
答案　(1)闭　烘箱　实际温度　(2)①

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