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(共30张PPT)
小试验1：闭上眼睛写“控制系统”四个字
输入量：
老师的指令
输出量：
所写的字
“闭上眼睛写字”的控制过程方框图
手
大脑
输入
笔
输出
执行器
控制器
输入量
被控对象
输出量
一、控制系统
自行车传动系统由哪些部件构成？
脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮等
脚踩的力
（输入）
脚蹬、曲柄、链轮
中轴、链条、飞轮
自行车行驶的速度（输出）
一、控制系统
电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来实现的。给电风扇设定风速挡位，电机就以一定的转速带动扇叶转动，输出预定的风速。风速挡位是该控制系统的输入，扇叶转动的风速是该控制系统的输出，一个挡位对应着一个风速。
一、控制系统
电风扇风速的档位
电机、扇叶
风速
输入
输出
任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节的有机组合就构成了一个系统，称为控制系统。
控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系。
马上行动（P102)：请指出下列控制系统中的输入、输出分别是什么？
控制系统 输入 输出
电风扇风速控制
电饭煲
脱粒机
红外线自动水龙头
调速器或挡位
风扇的转速
电源的电信号
锅内的温度
电源的电信号
脱粒的量
人手的红外信号
水龙头的出水量
开环控制系统
在游泳池注水控制系统中，如果进水管单位时间的水流量一定，那么游泳池水位的高度与进水的时间是一一对应的。我们就可以通过设定注水时间，使游泳池的水位达到希望的高度。将注水的时间值（假设为2小时）设定到定时器中，开启进水阀注水，一旦时间到达，定时器就会通知进水阀门关闭，停止向游泳池注水。
分析：
游泳池的水位只受设定的注水的时间控制，这里，作为输入的设定的注水时间可以计算，称为输入量；作为输出的游泳池的水位可以用水面高度这样的量来计算，称为输出量。
设定注水的时间
定时器
进水阀门
游泳池
游泳池的水位
输入
输出
水流量
定义：
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。
开环控制系统
P103 案例分析
红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号
控
制
电
路
电
机
自
动
门
门的开启或关闭
转动
输入
输出
电动机
声音传感控制器
输入量
门
输出量
可以识别、
记忆
的芯片
门的开、关
声音：
“芝麻芝麻，
开门吧”
“芝麻开门”声控开门系统的控制方框图
请写出“芝麻开门”声控开门系统的控制方框图，有兴趣的同学课后可以制作模型，把神话变成现实。
请画出下列开环系统的方框图
1、电视摇控器的控制系统
2、楼道声控灯的控制系统
3、电动车的防盗报警系统
按开机
按扭
控制
电路
显像及音
频视频
电视机
电视
节目
影像
设定
声音
分贝
控制
电路
灯泡
计时器
灯光
时间
外力
强度
控制
电路
音响装置
计时器
警报器
警报声
声音
生活中还有哪些开环控制系统？要求学生应用一般开环控制系统方框图画出以下控制系统的控制方框图。
公共汽车车门控制系统。
红绿灯定时控制系统。
防盗报警系统。
火灾报警系统。
音乐喷泉控制系统。
闹钟定时控制系统。
自动烘手机
二、闭环控制系统
课本（P112）水箱的水位自动控制示意图
×
给定水位
比较器
控制器
进水阀门
水箱
检测装置
水箱水位
水流量
﹢
﹣
闭环控制系统就是把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。
给定量
比较器
控制器
执行器
被控对象
检测装置
被控量
×
控制量
﹢
﹣
简单闭环控制系统的方框图如下：
案例分析：空调器温度控制系统
炎炎夏日，人们采取各种消暑措施消暑，空调是第一选择。那么，空调器是如何控制温度的呢？它的工作过程又如何呢？
如设定温度为25oC，室内温度如果高于25oC，那么空调通过比较，控制电路发出信号促使压缩机进行工作；当温度达到设定温度时，控制电路发出信号，压缩机停止工作，风扇照常工作。因此，空调温度控制系统中有从输出端返回到输入端的信息反馈，它是闭环控制系统。
问题：根据空调器的工作过程，试画出其温度控制系统的方框图。
空调器温度控制系统方框图如下：
×
设定温度
比较器
控制电路
压缩机
空调器
检测装置
输出温度
空气温度
﹢
﹣
马上行动（P106）：判断下列控制系统是否属于闭环控制系统，画出方框图。
请完成P106的“马上行动”
1、家用缝纫机的缝纫速度控制系统（属于开环控制系统）
脚踏
力度
脚蹬、曲柄、链轮
中轴、链条
缝纫
速度
2、电冰箱的温度控制系统（属于闭环控制系统）
温度计
温度
设定
温度
控制
器
制冷
装置
温度值
检测装置
比较器
设定
声音
分贝
控制
电路
灯泡
计时器
灯光
时间
3、走道路灯的声光控制系统（开环）
4、交通路口红绿灯自动控制系统（闭环）
设定
车流
量
控制
器
红绿灯
计时器
红绿灯
显示
时间
检测装置
练习
根据开环电子控制系统和闭环控制系统的区别进行分析、判断，在你认为正确的表格中打 “ ”
开环电子控制系统 闭环电子控制系统
电子表
电取暖系统
空调
程序控制洗衣机
可调亮度的台灯
智能洗衣机
电热水器
1.家用压力锅的压力控制是开环控制系统。通过高压锅盖上的安全阀和排气孔实现压力控制。安全阀上有一个重锤，一般情况下，它压在高压锅的排气孔上。当锅内的温度升高时，锅内压力增大，由于压力的用作，重锤被抬起，蒸汽不停地从排气孔中排出。使高压锅内的压力下降到安全值范围内。
P107 练习
P107 练习
2.增设定时检测温度和湿度的装置，与给定的温度和湿度值比较，当出现偏差时，相应调节温度和湿度。
P107 练习
3.当压力过高时，蒸汽把横杆连同重锤顶起来，使锅炉内的蒸汽通过排气孔排出，使压力降到限定值。
横杆的作用：横杆使重锤的位置可以调节，调节重锤左端的举例从而改变限制的压力值。
阅读（P107）：希罗的自动门
补充资料：力学大师——希罗
希罗是一位与阿基米德齐名的大科学家，他在数学和力学上所作出的工献也完全可以与阿基米德媲美，可惜他的许多著作湮没在历史长河之中。
从零星的记载中，我们知道他研究过斜面、滑轮、轮轴等机械，并得出“省力必迟缓”的结论，就是说“举力越小，时间越长”，这个规律被称为“力的黄金定则”，与经典物理学家中“可以省力，但不能省功”的功的原理是一致的。相传他发明创制了虹吸管、蒸汽动机、硬币操纵机、救火器等。他所创立的控制系统包括机械控制、气动控制、液压控制等。
小游戏
在黑板上有两张大脸，“四官俱全”，没有鼻子。请一位同学上来“填”鼻子，一次，睁着眼睛画，另一次闭着眼睛画。
1、闭着眼睛画：
人脑控制手画鼻子：人脑——手——鼻子
控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以修正、调节。是个单程的控制流向。这种控制，称为开环控制。
分析原因：
2、睁着眼睛画：
人脑控制手画鼻子，在此过程中，眼睛可以把手的位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精细的控制手去画好鼻子。控制过程中有反馈环节可以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回路。这种控制称为闭环控制。
人脑——手——画鼻子 |
|———眼睛—————|

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