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三、开环电子控制系统和闭环电子控制系统
第一章 电子控制技术概述
指纹锁控制模型验证成功后，张萌大受鼓舞。于是她初步学习了电子控制系统的理论知识，了解了控制信号的传输方式，电子控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统两类。那么，指纹锁电子控制系统属于哪一类呢？
走进情境
任务一：辨析开环电子控制系统及其应用
指纹锁电子控制系统的基本组成部分
输入
控制
输出
指纹采集模块
芯片为核心的电子电路
电 机
指纹
信息
被控对象
门 锁
如果电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响，这种电子控制系统叫作开环电子控制系统。
任务一：辨析开环电子控制系统及其应用
声控灯电子控制系统的基本组成部分
输入
控制
输出
被控对象
声音
信号
声传
感器
控制
电路
电子
开关
灯
电子开关
声传感器
控制电路
知识点回顾
开环电子控制系统：电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响。
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。
输 出
输 入
被控
对象
信息
控制
（处理）
输出量
输入量
控制器
执行器
被控对象
控制量
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。
知识点回顾
标题
（人体红外信号）
输入量
（电机）
（控制电路）
（门）
（门开或闭）
输出量
控制器
执行器
被控对象
开环系统中，检测装置输出的信号一般作为控制系统的输入量。
技术体验：搭建自动控制路灯模型
电源正极接上端红线
电源负极接 上端蓝线
10kΩ
100Ω
光敏电阻
三极管
发光二极管
主要过程：1.在面包板上搭接自动控制路灯模型。
2.进行自动控制试验。
（1）模拟夜晚。
（2）模拟白天。
三极管
平面朝前
发光二极管
长正短负
任务二：体验闭环电子控制系统及其应用
我们打算设计一款智能灯，人们通过按键和液晶屏组成的输入装置设定光线亮度，光敏传感器实时监测所处环境的亮度，并将其发送至比较器与设定亮度比较，比较器将比较结果发送至控制电路。若环境亮度与设定亮度存在偏差，控制电路将发送指令给调节装置，通过调节装置调节灯的亮度，使所处环境亮度达到并维持在设定亮度范围内。请大家为该款智能设计电子控制系统方框图。
闭环电子控制系统与开环电子控制系统不同，它能对输出结果进行检测并将检测信号反馈到控制部分，从而对系统的控制产生影响。
亮度设定装置
调节装置
灯及所处环境
控制电路
光敏传感器
反 馈
输入部分
控制（处理）
部分
输出部分
被控对象
检测装置
知识点回顾
闭环电子控制系统：对输出结果进行检测并将检测信号反馈到控制部分，从而对系统的控制产生影响。
闭环控制系统：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。
输 入
输 出
被控对象
控制
（处理）
检 测
反馈
案例分析：家用电冰箱电子控制系统
家用电冰箱工作原理：现在常见的家用电冰箱由电动机、压缩机、冷却器和散热器组成。它们之间用一根管道相连接，管道里装着一种沸点很低的制冷剂。管道的底部安装着压缩机，使制冷剂不断地在管道里循环。
由于管道中有一小段十分狭窄的毛细管，限制了管道内制冷剂的流动速度，并使气态的制冷剂受到强大的压力，使之由气态变成液态，对外释放热量。当液态制冷剂通过毛细管进入电冰箱内部由较粗管组成的冷却器时，由于压力突然降低，制冷剂便由液态转变为气态，从而吸收电冰箱内的热量，使电冰箱内的温度降低，达到制冷的效果。
案例分析：家用电冰箱电子控制系统
输入：根据电冰箱内所放置食物的保存要求，预先设置一个恰当的冷藏温度。
控制（处理）：由电子电路组成，其核心部件是微处理器，能够对预先设置和输出中检测的电信号进行比较、分析和判断，并发出指令。
输出：由电磁继电器等组成，电磁继电器接收电子电路发送的指令后，执行压缩机工作电路的通断控制。
检测与反馈：主要由温度传感器组成，用它检测电冰箱冷藏室的温度，并将温度转变为电信号反馈到控制（处理）部分。
输 入
（预置温度
调节装置）
反 馈
输 出
（继电器等）
控制（处理）（电子电路）
被控对象
（冷藏室）
检 测
（温度传感器）
输 入
控 制
输 出
被控对象
马上行动
按键式门铃：按动一个按键，经过集成电路的处理之后，继电器接通，扬声器就发出一定的响声。判断其电子控制系统的类型，并画出方框图。
按键装置
集成电路
继电器
按键信息
扬声器
输入量
输出量
控制器
执行器
被控对象
（按动按键）
（继电器）
（集成电路）
（扬声器）
（有或无铃声）
马上行动
电热水器恒温控制系统：人们通过触摸屏设置电热水器出水温度，水箱内的温度传感器将检测到的温度转化为电信号返回至微处理器。经过比较，若实际水温低于设定水温，微处理器发送指令至继电器，继电器接通，加热器开始加热，直至水箱内温度达到设置的出水温度为止。判断其电子控制系统的类型，并画出方框图。
输 入
检 测
反 馈
输 出
控制（处理）
被控对象
（触摸屏）
（微处理器）
（继电器等）
（水箱内的水）
（温度传感器）
（设定出水温度）
（微处理器）
（继电器等）
（水箱内的水）
（水温）
（温度传感器）
马上行动：探究普通弹子挂锁内部控制结构
谢 谢！
半导体二极管
阳极
阴极
阴极
半导体二极又称晶体二极管,简称二极管
由一个PN结加上引线及管壳构成.
PN结具有单向导电性。
检波、整流、开关、稳压等
半导体二极管
概念
特性
作用
二极管的工作原理--- 单向导电性
发光二极管
阳极
阴极
正向接入电路，通常会串联一个保护电阻
二极管
1、认识二极管及电路符号。
2、了解二极管的单向导电特性。
3、会判断正负电极。（可根据管壳上的电路符号，也可根据色环）
+
-
18年4月选考11.【加试题】如图所示的两个电路，下列关于流过电阻R1、R2电流方向的判断中正确的是（ ）
A.由a到b,由c到d B.由a到b,由d 到c
C.由b到a,由c到d D.由b到a,由d 到c
A
三极管
三极管的符号
三极管的符号
1、能区分PNP型和NPN型三极管
2、知道三极管的三个电极
3、了解三极管的三个工作区
（发射区，基区和集电区）
三极管的符号
集电区
基区
发射区
集电区
发射区
基区
集电结
发射结
集电结
发射结
P
N
N
P
P
N
e
e
c
c
b
b
集电极（collector ）
发射极(emitter ）
集电极
基极
发射极
PNP管
NPN管
基极（base）
c
e
b
e
c
b
三极管有:2个结；
3个区；
3个电极。
电路符号中箭头表示发射结加正偏电压时的电流方向. 　　
三极管的三种工作状态
三极管的三种工作状态
截止状态
放大状态
饱和导通状态
4、了解三极管的电流放大作用。
作为开关
作为开关
三极管的三种工作状态
三极管的三种工作状态
类比NPN型三极管
c
b
e
粗管子内装有阀门，阀门的开度由细管子中的水压控制，水流类比电流，水压类比电压
截止状态：细管水压很小，不足以打开阀门。
放大状态：细管水流越大，阀门开启越大，粗管水流越大
——以小控大，以弱控强
饱和状态：当阀门开到一定程度，细管水流增大，粗管水流不再增大

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