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(共17张PPT)
5.1 自动控制系统
【第五单元 控制系统与工程】
八年级下册
自动驾驶技术
自动驾驶汽车是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。经过 数十年的研究，目前已基本趋向实用化的阶段。 自动驾驶汽车依靠人工智能（车载电脑＋互联网平台）、视觉计算 （视觉传感器＋即时计算）、雷达（超声波测距）、监控装置和全球定位系统协同合作，让汽车可以在无人操作的情况下自动安全地行驶。显然，自 动驾驶汽车上有很多传感器，收集各种道路信息。信息处理平台就是依 靠这些信息作出判断、发出操作指令的。通信技术、航天技术、人工智能、传感器技术的发展必定会使自动驾驶技术日臻成熟。
一、什么是自动控制
生活中有很多原来需要人控制的功能，越来越多地变得自动化了，这些机器或装置会自动实现人的要求。
机器可以根据人的要求自主完成某些操作，达到人的要求或具备人所期望的功能，这就是自动控制。自动控制是相对人工控制而言的，它能够根据人的需要、机器或装置自己获得的信息，及时作出合理的判断，进而自主地完成某些操作。
自动控制已经广泛应用于生活、生产，是航空航天、国防科技等领域的重要技术，也是当今国家竞争力的重要标志。
生活和生产中还有哪些自动控制的应用案例？对讨论的案例合理归类。你能猜出案例中实现控制功能的设计思路吗？
明确控制目标——选择适配的传感器采集信息——设计处理信息的控制系统——搭配继电器、电磁阀等执行机构完成具体操作——需要反馈环节
二、自动控制系统
控制是一个主体对一个对象发出有目的的操作行为，以达到主体的期望。
人是如何控制自己的行为的呢？
眼
观察到前方有积水区域
将观察到的信息传输到大脑
大脑
根据自己经验和获得的环境信息做出判断
传输指令
躯体
执行指令
信息收集系统
信息处理系统
操作执行系统
人的行为有三个部分功能组块参与：信息收集、信息处理与操作执行。三个部分之间是相互联系、相互制约的，一个组块的信息对另一个组块会产生影响和作用，这三个部分的组块就形成了自动控制系统。
系统是由几个相互联系、相互制约的部分组成的整体，每个部分也可以是由几个相互联系、相互制约的子系统组成的。系统的各部分组成一个共同的统一体，完成一个共同任务。如人体的循环系统、消化系统、神经系统、呼吸系统等，都是由几个部分（器官）组合而成的。 一个复杂的系统可以由几个子系统组成，每个子系统完成一个子任务。子系统之间相互联系、相互协调，可共同完成一个复杂的任务。系统是一个相对概念。
原子是一个系统。请阐述原子系统的结构与组成。
原子作为一个系统的核心特征：由相互联系、相互制约的部分组成整体并完成特定功能。
原子由原子核（质子、中子）和核外电子组成，原子核与电子相互关联、相互制约，核外电子按一定规律排列形成稳定结构，各组成部分协同构成原子。
人是具有高度自主性的自动控制系统。人可以自主收集环境信息；根据环境信息和已有的知识 经验对当前事务进行基本分析，作出判断，得出结论，并对身体的相应部位发出动作指令；身体的各部位或器官会按大脑的指令要求完成相应的操 作。这就是人的行为控制系统的运行过程。
人体由感觉器官（眼、耳、鼻、舌、皮肤等器官）承担收集周围信息的任务。
大脑根据已有的知识和经验对收集的信息作出分 析，从而作出判断，得出结论，并发出指令。
根据大脑发出的指令做出相应的行为动作，以完成指令要求。
机器人的自动控制会是这样的过程：光学传感器收集信息→前方有障碍物→信息传输到中央处理器→中央处理器根据机器人具有的能力对当前信息进行综合分析与处理，作出判断：无法穿过，只能绕行→中央处理器对机器人的执行系统发出指令：改变路线，绕行→操作执行系统按指令完成相应的绕行操作。
一个机器人遇到一个无法穿越的障碍物，它会如何处理呢？
实现自动控制必须有三大系统才能完成：信息收集系统、信息处理系统和操作执行系统。当然，完成自动控制的过程必须有信息转换和信息传输系统的支持。
画出机器人绕过积水区域的自动控制过程图。
湿度传感器
视觉传感器
中央处理器
轮轴电机
三、传感器
人通过感觉器官获取的信息会转化成微电流（冲动），神经会把这种信息传递到大脑。机器人也可以将各种传感器（相当于人的感觉器官） 收集的信息转化成电信号传入中央处理器（电脑）。传感器是把收集的各种信息（光、声、压力、气味、温度）转化成电信号的元件或装置。
楼梯灯需要哪些传感器，才能实现晚间自动开启为行人照明的功能？
红外线传感器、声敏传感器、
微波雷达传感器等

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