资源简介

(共23张PPT)
4.2
开环控制系统
的工作过程
控制及其设计
学习目标
01
理解控制系统的含义
02
熟悉开环控制系统的工作过程
03
会用方框图表达开环控制系统的工作过程
人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。
控制
控制目的
使接水盘的水维持在一定的量；
控制对象
控制手段
接水盘的水；
通过出水管与水面的相对位置决定水管的出水；
控制现象分析
对什么进行控制
要解决什么问题
要采取什么方法
自动浇水装置
什么是控制系统？
01
掷飞镖游戏
大脑、手、飞镖
输入
输出
系统
控制
期望值
落点位置
雨水收集池水位报警装置
水位
水位传感器、控制器、报警器
声音、灯光
（输入）
（输出）
任何控制都要通过若干个环节来实现，这些环节所涉及的装置构成了一个系统，称为控制系统。且输入与输出之间有一定对应关系。
控制系统与一般意义上的系统相比，其特点有哪些？
环节1
环节2
环节5
环节6
环节3
环节7
环节8
环节4
环节n
装置
装置
装置
装置
装置
装置
装置
装置
装置
控制系统由控制环节中涉及的装置（要素）构成
系统由要素构成
控制系统
输入
输出
系统、要素
控制系统方框图
控制系统 输入 输出
红外水龙头 人手反射的红外信号 水龙头的通、断
手机自动调节亮度 外界亮度 手机屏幕亮度
空调房间温度控制 设定的温度 实际温度
思考：此系统的输入与输出是什么？
给定量\设定量
控制开始的第一步
输入信号
控制的结果
输出信号
开环控制系统的工作过程
02
声控灯工作过程
外界的声音
声音传感器
灯泡的亮或灭
（输入量）
（输出量）
控制电路
灯泡
定时浇花系统
思考并分析定时浇花控制系统的工作过程
定时器
设定的浇水时间
水泵
出水管
出水量
转速
控制系统方框图
方框表示系统的环节
单向信号线表示系统信号传递的方向
它表示系统的各个环节在系统中的位置、功能和互相之间的关系。
开环控制系统方框图
给定量\设定量
控制开始的第一步
输入信号
控制的结果
输出信号
系统中所要求控制的装置或生产过程
直接对被控对象进行控制
接收信号进行处理、判断，下发指令
执行器的输出信号
控制器
执行器
输入量
被控对象
输出量
控制量
（给定量）
（被控量）
（大脑）
干活（手）
①看控制的名字。
②看控制的目的。
③看控制的结果。
电动机——转动量；
阀门（水）——水流量；
加热器——热量；
电子开关——电流；
开环控制系统
外界的声音
声音传感器
灯泡的亮或灭
控制电路
灯泡
1. 声控灯控制系统
2.水位报警器控制系统
水位
水位传感器
声音、灯光
控制器
报警器
定时器
设定的浇水时间
水泵
出水管
出水量
转速
3.定时浇花控制系统
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，即没有反馈和调节。这种控制系统称为开环控制系统。
绘制开环控制系统的方框图：
(1)音乐喷泉的控制。
声音通过声电转换装置转换成电信号传递给电动机，带动水泵转动，喷出水柱。音乐信号越强，水柱越高。
水柱高度
音乐
声电转换
装置
水泵/
电动机
水柱
水泵转速
输入：
输出：
控制器：
执行器：
控制量：
被控对象：
音乐
水柱高度
声电转换装置
电动机、水泵
水泵转速
水柱
控制器：接收信号进行处理、判断，下发指令
执行器：直接对被控对象进行控制
系统中所要求控制的装置或生产过程
执行器的输出信号
绘制开环控制系统的方框图：
(2)公共汽车车门的开关控制。
公交车一般都是气动折叠门，驾驶员一按开关，电磁阀通电，气路接通，气泵进气/排气，车门就打开/关上。
车门开/关
按开关
控制电路
电磁阀
车门
推动活塞
输入：
输出：
控制器：
执行器：
控制量：
被控对象：
按开关
车门开或关
控制电路
电磁阀、气泵
推动活塞
车门
小试牛刀
庙门开/关
点火
1、2及重锤
转轴3
庙门
转动
希罗自动门控制系统
门开/关
人体红外信号
控制电路
电机
门
转动
自动门
控制系统
自动门控制系统
汽车安全气囊控制系统的工作过程是：
传感器检测到汽车碰撞信号经诊断模块判定和处理后，触发气体发生器给气囊充气。
开环控制系统分析
诊断模块
气体发生器
碰撞信号
气囊
气囊是否充气
气流量
如图是一款红外线感应自动开闭的垃圾桶，其工作过程是，当人手靠近桶盖时，传感器感应到人手信号，控制电路控制电磁连杆机构打开桶盖；手远离桶盖后，控制电路延时10s后桶盖自动关闭。
开环控制系统分析
控制电路
电磁连杆机构
人手信号
桶盖
开/关
输入
控制器
执行器
被控对象
输出
总结
1. 控制系统的含义
任何控制都要通过若干个环节来实现，这些环节所涉及的装置构成了一个系统，称为控制系统。且输入与输出之间有一定对应关系。
2. 开环控制系统的工作过程/绘制开环控制系统方框图
控制器
执行器
输入量
被控对象
输出量
控制量
（给定量）
（被控量）
（大脑）
干活（手）
接收信号进行处理、判断，下发指令
直接对被控对象进行控制
系统中所要求控制的装置或生产过程
执行器的输出信号

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