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(共16张PPT)
4.4控制系统的设计与实施
控制及其设计
控制系统的设计要素
引入：
要设计一种自动开关的节能灯控制系统，如何展开我们的设计思路？需要从哪些方面着手考虑问题呢？
控制系统的设计要素
被控对象是什么？
控制的目的是什么？
这种灯用在什么地方？环境怎样？
这样的灯应如何工作？被控量和控制量分别是什么？
有什么其他因素会干扰灯的正常工作？
依据你的判断，能提出一种设计方案吗？
控制系统的设计要素
控制系统设计
明确控制的目的
确定被控量、控制量
分析被控对象
的主要特性
控制系统的调试
运行和评价
分析主要的干扰因素
控制系统方案的选择
系统的成本分析
……
实施控制系统所需的设备、元件等
控制系统的设计要素
⑴ 开环控制系统的设计
明确设计要求。
明确被控对象、被控量和控制量。
考虑控制系统的方案。
控制系统的设计要素
升旗简易控制装置的设计
控制系统的设计要素
A
D
C
B
主要采用机械装置进行控制，控制精度不高，需要人工同步启动，容易产生不协调现象。
控制器的精度提高，但仍需人工同步启动，容易产生不协调现象。
采用电子计时器和课调速电机，克服了A与B中滑轮和旗杆高度要配合的问题，但仍需人工同步启动，容易产生不协调现象。
采用音乐控制升旗，克服了前三种方案的缺点。
√
控制系统的设计要素
⑵ 闭环控制系统：
① 一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的。
② 控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定量之差应控制在允许的范围之内。
③ 闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。
控制系统的设计要素
小结：
一、控制系统设计的一般思路
系统要达到的目标？
控制的对象？
被控对象的特性？
被控量和控制量？
外界的主要干扰因素？
怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现？
设备和元件？
控制系统的设计要素
1.选择开环还是闭环要根据控制系统的精度要求和条件的可行性而定
2.找出控制系统的干扰因素，并分清主次，找出最大的干扰因素
3.要确定控制量和被控量
4.执行器和检测装置的选择: 一是要根据控制量和被控量的需求，二是根据控制条件
控制系统的设计要素
练习1、高速公路汽车速度监测系统：测速雷达测量车速，经控制器判断后，控制摄像头将超速车辆的图像信息记录下来，作为违章处罚的证据，该速度监测系统中的被控对象是
A、汽车 B、测速雷达
C、摄像头 D、速度显示器
C
控制系统的设计要素
练习2、小明发现学校路灯有时由于没有及时关闭而浪费用电，为此他设计了一个控制方案，能够在天亮时关闭，天暗后打开。该控制系统应该属于
A、自动控制的闭环控制系统
B、自动控制的开环控制系统
C、人工控制的闭环控制系统
D、人工控制的开环控制系统
B
控制系统的设计要素
3、如图所示为汽车定速巡航控制系统示意图。当汽车达到需要的速度时，驾驶员打开定速巡航开关，设定行驶速度，速度传感器检测汽车行驶速度，并将速度信号传输给速度控制器，速度控制器将汽车行驶速度与速度设定值进行比较，根据比较的偏差值自动增减节气门的开度，调节供油量，使汽车保持定速行驶。
控制系统的设计要素
3、如图所示为汽车定速巡航控制系统示意图。当汽车达到需要的速度时，驾驶员打开定速巡航开关，设定行驶速度，速度传感器检测汽车行驶速度，并将速度信号传输给速度控制器，速度控制器将汽车行驶速度与速度设定值进行比较，根据比较的偏差值自动增减节气门的开度，调节供油量，使汽车保持定速行驶。
速度控制器
节气门
汽车
汽车的实际速度
速度传感器
控制系统的设计要素
4. 世界卫生组织认为：室内相对湿度40%～60%为适宜湿度。过低时，人们可能出现嘴唇干裂、鼻孔出血、喉头燥痒等现象。过高时，如梅雨季节，容易造成室内墙壁“流汗”，衣物、床被潮湿，人感觉压抑。细菌滋生，还可能诱发哮喘、肾病、结核病、关节炎等疾病。有一款集成于空调内的湿度控制系统，可以通过遥控器设定湿度上限、下限，当湿度传感器检测到的湿度值低于设定范围时，单片机(相当于小型电脑芯片)通过运算发出指令，启动内置加湿器工作，提高房间实际湿度；当湿度高于所设定的湿度范围时，单片机通过运算发出指令，启动除湿器除湿，降低房间实际湿度。从而最终将湿度控制在人体感觉舒适的范围内.
如果要改变房间内实际湿度的范围，需要调整的是:( )
A. 湿度传感器 B. 内置加湿器、除湿器
C. 单片机 D.遥控器
D
感谢聆听！

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