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(共25张PPT)
控制系统的工作过程与方式
目录
CONTENTS
控制系统
开环控制系统
闭环控制系统
课堂小结
课堂练习
控制系统
任何一种控制的实现，都要通过若干个
环节共同实现，这些环节所涉及的装置就
构成了一个系统，称为控制系统。
Part
01
02
03
电风扇风速的挡位
（输入）
.
01
电风扇的风速控制系统
光控路灯
雨天自动关闭窗户的装置
控制系统
电机、扇叶
风速
（输出）
外界光线的强弱
（输入）
.
光控开关、灯泡
灯泡的亮与熄（输出）
雨水
（输入）
.
感湿器、电动机、窗户
窗户的关闭
（输出）
任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构成了一个系统，称为控制系统。
控制系统
输入量
控制环节
输出量
控制系统的输出与输入有一定的对应关系。
控制系统
控制系统的组成
控制器 执行器 被控对象 反馈
控制系统的工作过程是怎么样的
思考
马上行动（P102)：请指出下列控制系统中的输入、输出分别是什么？
控制系统
控制系统 输入 输出
电风扇风速控制
电饭煲
脱粒机
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
电源的电信号
脱粒的量
人手的红外信号
水龙头的出水量
注意：在这本书中主要研究开环控制系统和闭环控制系统
控制系统的分类
控制系统
按照系统的控制方式分为
开环控制系统
闭环控制系统
按照系统功能分为
温度控制
压力控制
位置控制……
按照系统性能分为：线性系统和非线性系统、连续系统和离散系统、定常系统和时变系统、确定系统和不确定系统等
思考
小游戏
控制系统
有两脸，“四官俱全”，没有鼻子。请同学来“填”鼻子，一次，睁着眼睛画，另一次闭着眼睛画。
两次最大的不同在哪里
分析原因
控制系统
1、闭着眼睛画：开环控制
人脑控制手画鼻子：人脑——手——画鼻子
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。
2、睁着眼睛画：闭环控制
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—————|
开环控制系统
Part
章 节
02
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，称
为开环控制系统。
开环控制系统
游泳池的定时注水控制系统 p103
定时器
进水阀门
游泳池
水流量
设定注水时间
游泳池的水位
开环控制系统的方框图：
开环控制系统
开环控制系统
在控制系统中，为了分析的方便，常采用方框来表示系统的环节，用单向信号线来表示系统信号传递的方向，这种图称为控制系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。
控制器
执行器
被控对象
给定值
被控量
控制量
开环控制系统
概念
输入量
对控制对象所产生作用
控制器—发出控制命令的装置或元件
被控对象--命令的作用对象
被控量(输出量)—控制系统所要控制的量,也是控制系统的输出信号
控制量
执行器---直接对被控对象进行控制的装置或元件
给定量
开环控制系统
案例分析：自动门的控制系统p103
控制
电路
电机
自动门
转动
红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号
门的开/关
控制器
执行器
被控对象
被控量
控制量
开环控制系统，信号的传递是单向的。
闭环控制系统
Part
章 节
03
闭环控制系统
游泳池水位控制系统 p103
检测装置
控制器
进水阀门
游泳池
给定水位
水流量
比较器
游泳池水位
闭环控制系统
空调器温度控制系统方框图如下：
×
设定温度
比较器
控制电路
压缩机
空调器
检测装置
输出温度
制冷量
﹢
﹣
闭环控制系统
穿针引线的动作过程也可看作是闭环控制系统p111
线的位置
大脑
手
针、线
眼睛
线
与
孔
针
对
准
闭环控制系统
练一练
在工农业生产以及日常生活应用中，常常会需要对容器中的液位（水位）进行自动控制。比如自动控制水箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等。其系统都为一般的闭环控制系统。
×
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
﹢
﹣
水箱的水位自动控制示意图
课堂练习
Part
04
课堂练习
P106判断下列控制系统是否属于闭环控制系统，画出方框图。
控制系统 是否属于闭环控制系统 方框图
家用缝纫机的缝纫速度控制系统
电冰箱的温度控制系统
走到路灯的声光控制系统
交通路口红绿灯自动控制系统（根据车流量大小改变红绿灯时间）系统
否
是
否
是
脚踏板
传动装置
缝纫机
脚踩的力
缝纫转速
声-光传感器
触点延时开关
走道灯
灯亮/灭
有/无声音
×
设定温度
比较器
控制电路
压缩机
空调器
检测装置
输出温度
制冷量
﹢
﹣
×
设定车流量
比较器
控制电路
计时器
红绿灯
检测装置
输出红绿
灯时间
时间
﹢
﹣
课堂练习
练一练
1以下四个控制系统,哪个一定是闭环控制系统 ( )
A.电冰箱 B.电灯 C.自动门 D.电梯
2下面控制系统中不属于开环控制的有( )
A.电风扇机械定时开关控制系统 B.电子门铃
C.自动门 D.空调温度控制系统
A
D
课堂小结
Part
章 节
05
闭环控制系统
课堂小结
控制器
执行器
被控对象
给定值
被控量
控制量
2、开环控制系统
3、闭环控制系统
反馈环节
控制器
执行器
被控对象
给定值
被控量
控制量
比较器
1、控制系统、开环控制系统、闭环控制系统的概念
谢谢欣赏

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