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《控制与设计》学案
任务一:小通根据网上搜集的资料想到了采用定时的方法来进行往泳池里面加水，为此小通准备了以下的元件，定时器、阀门，请你根据所学帮助小通完成开环控制系统的方框图的设计。
任务二：小通发现采用定时器进行加水有很大的弊端，时间到了可是有时水满了，有时却未满，为此小通想采用自动加水的方式，实现水位自动控制，他找来了如下元件，水位检测装置，控制器，比较器，阀门，请你帮助他完成设计。
任务三：闭环控制系统与开环控制系统的比较
类别 开环控制系统 闭环控制系统
相同点
不同点 定义
信号传递
组成（有无反馈）
控制精度
检测装置(共15张PPT)
《控制及其设计》专题复习
走进情景：夏天到了，小通想要为自己家的游泳池里面进行加水，方便自己游泳，他想根据自己所学有关控制的知识来进行设计为泳池加水。
提问：如果你是小通，在设计前应该先明确什么？
理解控制三要点：
控制目的
控制对象
控制手段
基于什么目的
控制什么
采取怎样的手段
自动控制
人工（手动）控制
为泳池加水
泳池
区别：控制的过程有没有人直接干预
习题练习1
1.如图示为安全检测门，当有人携带违禁品通过时，检测门发出声音报警。该报警控制系统属于
2.摇动轱辘，提取井水
人工控制
自动控制
任务一:小通根据网上搜集的资料想到了采用定时的方法来进行往泳池里面加水，为此小通准备了以下的元件，定时器，阀门，请你根据所学帮助小通完成开环控制系统的方框图的设计
设定注入时间
进水阀
游泳池
流水量
游泳池的水位
定时器
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。
量
实体的装置
开环控制系统：
任务二：小通发现采用定时器进行加水有很大的弊端，时间到了可是有时水满了，有时却未满，为此小通想采用自动加水的方式，实现水位自动控制，他找来了如下元件，水位检测装置，控制器，比较器，阀门，请你帮助他完成设计。
游泳池设定水位
控制器
进水阀
游泳池
流水量
游泳池的实际水位
×
水位检测装置
闭环控制系统与开环控制系统的比较
类别 开环控制系统 闭环控制系统
相同点 不同点 定义
信号传递
组成 （有无反馈）
控制精度
检测装置
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
包含输入量、控制器、执行器、控制量、被控对象、输出量。
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
单向
闭环
无反馈环节
增加了反馈环节
较低
较高
可以有，一般检测输入量
必须有，检测输出量
（2022.01）如图所示是自动扶梯上行控制系统示意图。红外传感器检测到乘客进入扶梯时，控制器控制电动机拖动扶梯快速运行，乘客离开后，扶梯慢速运行。关于该控制系统，下列说法正确的是
A.红外传感器起反馈作用
B.被控对象是电动机
C.执行器是扶梯
D.控制方式属于开环控制
提问：如何快速判断开环控制系统和闭环控制系统？
习题练习2
D
方法1：看有无反馈
无反馈的控制就是开环控制,有反馈的是闭环控制。
判断属于闭环的两条件：控制系统存在检测装置（传感器），同时检测装置检测的是被控量。
方法2：看输入量和输出量的是否为同一性质的量
开环控制的输入量与输出量是一一对应的，输入量与输出量往往是不同性质的物理量。
闭环控制则是一个输入量对应多个输出量。输入量与输出量往往是同一种性质的物理量。
习题练习3
如图所示是液体原料定量控制系统。其工作过程是:流量计检测到流出的液体原料流量值,把信号反馈给控制器,与设定的流量值进行比较,达到设定的流量值时,控制器控制桶泵关闭。
关于该定量控制系统,以下说法正确的是(　　)
A.因为有检测装置,所以该控制系统是闭环控制
B.该控制系统的被控对象是桶泵
C.该控制系统的控制量是设定的流量值
D.该控制系统的被控量是液体原料的流量值
输入量
输出量
D
不能作为判断开闭环控制系统的条件
方法3：看输出量能否维持在某个状态上。
4.如图所示为一款磁浮地球仪台灯，位置传感器时刻检测地球仪的高度变化，控制芯片根据检测结果改变底座中的电磁线圈的电流强度，从而改变对地球仪的磁悬浮力大小，使地球仪高度稳定在设定高度。关于该控制系统，下列说法正确的是（ ）
A.被控对象是电磁线圈
B.该控制系统是开环控制
C.输出量为电流强度
D.输入量为地球仪的设定高度
D
如图所示是物料连续进料切断系统示意图，包括物料及其进料子系统、跟随切断控制子系统。控制器、电机、切断装置和跟随传感器组成跟随切断控制子系统。工作时，物料连续进料，当进料长度达到要求时，控制器控制电机驱动切断装置跟随物料一起运动，切刀向上切割物料。控制器将跟随传感器测得的跟随速度与进料传感器测得的进料速度进行比较，根据偏差不断调节切断装置的移动速度，保证切断装置与物料同步运动。切断后，切刀向下离开物料，控制器控制电机反转，切断装置返回
5.下列关于跟随切断控制子系统的分析中，不恰当的是
A.进料传感器测得的进料速度为被控量
B.跟随切断控制子系统的控制方式属于闭环控制
C.被控对象是切断装置
D.切屑进入切断装置使丝杠运转不畅，切屑属于干扰因素
A
除了输入量以外，引起输出量变化的各种因素
小结
1.控制的三要点
2.开环控制系统和闭环控制系统的区别
3.如何区分开环和闭环控制系统

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