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(共13张PPT)
第四章 控制及其设计
第三节 简单控制系统的设计
设计实例：开源硬件模拟控制过程
教学内容
学习目标
理解控制、控制系统的含义及其在生活和生产中的应用。
了解手动控制、自动控制和智能控制的特点。
熟悉简单开环控制、闭环控制的基本组成和工作过程，了解反馈的基本原理。
理解控制系统中控制器、执行器和被控对象等的作用，能用框图对一个控制系统进行表达。
能够分析简单的被控对象的基本特征，确定被控量、控制量。
能进行简单的控制系统的设计，并制作一个简单的控制装置，能够对设计方案进行优化。
了解简单的干扰现象及其对控制功能的影响，了解克服干扰的基本方法。
引入
路灯的控制
控制方式 存在问题
手动开关，人工控制方式 手动控制效率低
定时器，定时自动控制 天气、季节影响，灯光的需求时间不固定
根据亮度，自动控制
如何自动对路灯的开关进行控制？
控制系统设计的基本过程。
第一步 确定控制目的。
第二步 确定系统的被控量。
第三步 明确系统各项指标。
第四步 根据前面的要求和参数，确定控制系统的结构。
第五步 建立系统各环节的模型。
第六步 确定待调参数。
第七步 测试系统的性能。
一、控制系统设计的基本过程
控制系统设计实例：
光敏传感器控制的路灯。
光敏传感器控制的路灯：利用掌控板模拟光控路灯的设计
控制的目标：光线暗路灯亮，光线强路灯灭。
控制器：掌控板
检测装置：光敏（光线）传感器
被控对象：RGB LED
二、控制系统设计实例
光敏传感器控制的路灯：测量光线的强度
使用屏幕显示光线的强弱数值。
二、控制系统设计实例
使用mPython模拟器可以输入不同的光线亮度数值，也可以使用硬件，用手指遮挡光敏传感器，区分两种状态的光线强度数值。
二、控制系统设计实例
光敏传感器控制的路灯：光线强度的范围
完全遮挡光敏传感器时数值为0，移开手指后，环境光亮度数值会小范围不断变化，可取平均值作为判断参数。
光敏传感器控制的路灯：通过光线值控制LED灯
通过500毫秒的时间间隔，不停的检测光线亮度的数值，进而控制LED灯的亮或灭，模拟路灯的控制过程。
光线值小于50，作为判断控制的区分值。
二、控制系统设计实例
光敏传感器控制的路灯：通过光线值控制LED灯
二、控制系统设计实例
光线值大于50，亮度足够，3个LED灯不亮。
光线值小于50，亮度不足，3个LED灯亮。
光敏传感器控制的路灯
利用开源硬件，模拟了光控路灯的控制过程。设计实用的光控路灯，如何设计控制系统的组成。
绘制光控灯的控制方框图。
二、控制系统设计实例
扩展：
设计并制作一个家里用的简单控制装置，可以选择：
自动浇花器
智能小夜灯
二、控制系统设计实例
思考：
利用光敏传感器控制灯，还可以应用在哪些地方？
楼梯的公共路灯，通过反馈什么信息实现控制？
半夜起床的小夜灯，通过反馈什么信息实现控制？
总结
谢谢!

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