资源简介

(共24张PPT)
控制的手段
事物的发展与变化具有多样性
一棵苹果树
天上降落的雨水
结不出苹果
结的苹果又多又大
结出苹果又小又酸
用来灌溉农田
发电
引起洪涝灾害
事物的发展与变化具有多样性。如果人们想达到一定的目的，就必须采取一定的手段来实现。
苹果树
病虫害防治、果树管理、
土壤管理等等
雨水
兴修水利、建水电站、
水源管理等等
控制的定义和条件
人们按照自己的意愿和目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。
1、控制的对象是什么
2、控制要达到什么目的
3、采取什么控制手段
人力三轮车转弯时的方向控制问题：
控制对象：人力三轮车
控制目的：为了改变三轮车行驶的方向
控制的手段：骑车人通过双手转动车把，改变前轮的方向并带动后轮
控制的分类
从人工干预的情形来分：
人工控制：
自动控制：
从执行控制的部件来分：
液压控制 气动控制 机械控制 电子控制
控制的过程是在人的直接干预下进行的。
在无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行。
太阳能路灯
自动门
感应水龙头
普通水龙头
人在发号指令
机器发号指令
控制系统
在一个控制过程中，若干个控制环节组成的一个系统，称为控制系统。控制系统的输入和输出之间有一定的对应关系。
控制系统 输入 输出
电风扇风速控制
电饭煲
红外线自动水龙头
调速器或挡位
风扇的转速
电源的电信号
锅内的温度
水龙头的出水量
人手的红外信号
电子门铃的电子控制系统
开环控制系统
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。
自动门控制系统方框图：
自动门
电动机
控制电路
红外线装置检测到
人体热辐射发出的
信号（输入）
转动
门的开启或关闭
（输出）
游泳池注水控制系统方框图：
游泳池
进水阀门
定时器
设定注水时间
（输入）
水流量
游泳池的水位
（输出）
简单开环控制系统的方框图
被控对象
执行器
控制器
输入量
控制量
输出量
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。
输出量：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。
练习
自行车刹车控制过程如下：刹车时，施加一定的握把力，通过杠杆系统，使刹车片压紧车圈（或轮轴），车轮减速。刹车握紧力与车轮转速一一对应。这是一个开环控制系统， 在这个控制系统中执行器是（　　） A．握把 B．杠杆系统
C．刹车片 D．车轮
车轮
刹车片
握把杠杆系统
握紧力
（输入）
车轮转速
（输出）
练习
“生态降温带来清凉”，2010年上海世博会的通用汽车馆的排队等候区专门设置了“细水喷雾降温系统”，它可根据天气情况，通过控制电路自动调节喷头的喷雾量，使等候区的空气温度尽快降到预设温度，同时还能产生大量的负氧离子，带给观众一个如沐春风般的舒适环境。该控制系统的被控对象是（ ▲ ）
喷头
等候区的空气
排队人群
温度感应器
闭环控制系统
把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。
水箱的水位自动控制示意图
×
给定水位
比较器
控制器
进水阀门
水箱
检测装置
水箱水位
水流量
﹢
﹣
闭环控制系统方框图
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
﹢
﹣
1由于干扰因素的存在，系统的被控量偏离给定值时；
2闭环控制系统中的反馈环节能及时检测出被控量的值，并迅速反馈到输入端，与给定值进行比较；
3控制器根据比较得到的偏差信号进行调节，从而是系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。
电冰箱的温度控制系统
温度计
温度
设定
温度
控制
器
制冷
装置
温度值
检测装置
比较器
开环:不管控制的结果
闭环:根据控制结果做出决策，也就是输出量对控制有影响。
智能（红绿灯）交通指挥系统
被控对象是红绿灯，开环。
被控对象是车辆，闭环。
如图所示为自动火炮控制系统示意图。当雷达检测到飞机后发出信号给跟踪系统，跟踪系统操纵火炮，调整火炮角度。该系统中被控对象是
A．火炮；B．跟踪系统；C．雷达；D．飞机
A
2008.10月浙江省高考
2008.10月浙江省高考
如图所示为某种抽水马桶水箱的结构示意图：浮球和连杆用螺纹连接，通过调节连杆长度来设置给定水位，当水位上升到给定水位时，浮球带动连杆装置关闭进水阀。如果往进水阀方向调节浮球，缩短连杆长度，那么产生的后果是
A．降低给定水位高度
B．增加给定水位高度
C．不影响给定水位高度
D．降低实际水位高度
D
控制
声控灯控制系统中，传感器接收声音信号，经控制电路处理后驱动开关接通或关闭灯泡。该系统的控制对象是灯泡，控制量是 A、灯泡的发光 B、声音的大小
C、电源电压的高和低 D、开关的通与断
D
现在很多手机屏幕的左上方或右上方有个光线感应器（状似小坑）。它能感应光线的强弱，反馈到手机，调节屏幕亮度。若外界光线强，则屏幕相应地调亮；反之，则屏幕变暗。该手机的屏幕光控系统中，被控对象是（ ）
A．光线强弱 B．屏幕亮度
C．光线感应器 D．手机屏幕
控制
下列关于干扰因素对控制系统的作用，说法正确的是 A、干扰因素仅作用在被控量上 B、干扰因素不会作用于开环控制系统 C、闭环控制系统中干扰因素的作用都会反映在输出量的变化上 D、干扰因素都是可以利用的
在房间空调温度控制系统中，下列情况不属于影响其温度控制的干扰因素的是
A．有人走进房间； B．打开房间窗户；
C．房间里在烧开水 ；D．房间里的闹钟铃响。
D
D
供水水箱的水位自动控制系统
加热炉的温度自动控制系统
设计的一般过程
下列医疗诊断方法中不属于黑箱方法的是
如图所示为中科院研发的一款智能机器人，能模仿人唱歌、跳舞等。这种用机器人模仿人的功能和行为的方法属于
A.黑箱方法
B.移植方法
C.虚拟方法
D.功能模拟方法
练习
开环与闭环控制系统的区别
开环控制系统 闭环控制系统
能否自动调整和补偿
控制精度
结构
适用场合
没有自动调整和补偿
有自动调整和补偿
控制精度差
控制精度高
结构简单，但要求系统元件的特性稳定
结构复杂，设计、分析麻烦，且成本较高
适用在控制精度要求不高且系统本身元件又比较稳定的场合
适用在高精度、高可靠性和自动控制的场合
顺向作用，没有反向的联系
(自动纠正)
闭环控制系统
控制器
执行器
被控对象
给定值
被控量
干扰信号
+
反馈环节
-
执行器
控制器
输入量
被控对象
输出量
控制量
干扰信号
——输出量出现偏差
干扰因素：除输入量（给定值）以外，引起被控量变化各种因素
在我们的日常生活中，有很多人工控制和自动控制现象，下列选项中全部是人工控制的是
①摇动辘轳提取井水 ②电梯的上下运行控制
③农用灌溉抽水机抽水的控制 ④用气筒给自行车轮胎充气
⑤驾驶汽车 ⑥普通自来水龙头
A．①②④ B．②③⑤ C．①④⑤⑥ D．③④⑤
下列各项中，属于开环控制系统的是
A．蔬菜大棚自动温控系统 B．电冰箱温度控制系统
C．汽车方向控制系统 D．抽水马桶水箱的水位控制系统
射击比赛的射手通过瞄准目标，使子弹射中靶心，分析这个过程，其控制的对象是（ ） A．人 B．枪 C．子弹 D．靶
控制系统中，将输出量通过检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，称为（ ）
A．闭环控制 B．反馈
C．控制 D．干扰
随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一种具体应用。其工作过程是由 “声－电转换装置”将起伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐声信号强，水泵的转速就快，喷头的压力就大，喷出的水柱就高。反之，喷出的水柱就低。音乐信号的强弱与喷泉水柱的高低一一对应。请回答以下问题：
（1）音乐喷泉控制系统是开环控制还是闭环控制？
（2）该控制系统的输入信号和输出信号分别是什么？
(3）从控制系统组成的角度，分析“声－电转换装置”在此控制系统中起什么作用？
答：（1）开环控制系统
（2）输入量：音乐信号 输出量：喷出水柱的高低 （3）控制器

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