1、 结构是设计的基础，流程是设计的结构是设计的基础，流程是设计的方法，系统是设计的保障，控制是设计方法，系统是设计的保障，控制是设计的关键。的关键。技术与设计技术与设计2结构与设计结构与设计流程与设计流程与设计系统与设计系统与设计控制与设计控制与设计 了解了解 探究探究 设计设计 提高提高一部分：一部分：理论学习理论学习 活动建议一部分：一部分：设计制作设计制作教学课时：教学课时：8课时课时木牛流马图木牛流马图希罗的自动门希罗的自动门GPSGPS（全球卫星定位系统）（全球卫星定位系统）全球卫星定位系统能全球卫星定位系统能够提供精确的地理位置信够提供精确的地理位置信息，在航海、航空和城市息，在航海
2、、航空和城市交通管理等领域有着广泛交通管理等领域有着广泛的应用。的应用。控制在现代的应用控制在现代的应用电视制导导弹控制在现代的应用控制在现代的应用u希望某一事物按照自己的意愿发展，就要对其进希望某一事物按照自己的意愿发展，就要对其进行干预，这种根据自己的目的，通过一定的方法使行干预，这种根据自己的目的，通过一定的方法使事物沿着某一确定方向发展，就形成了控制。事物沿着某一确定方向发展，就形成了控制。控制的含义控制的控制的对象对象是什么？是什么？控制要达到什么控制要达到什么目的目的？采取什么控制采取什么控制手段手段？控控制制的的三三要要素素u控制人工干预的情形手动控制系统自动控制系统开环控制系统
3、闭环控制系统有无反馈有无反馈开环控制系统：开环控制系统：不将控制的结果反馈回来影响控制不将控制的结果反馈回来影响控制作用的系统，称为开环控制系统。作用的系统，称为开环控制系统。闭环控制系统：闭环控制系统：能将控制的能将控制的结果反馈结果反馈回来与希望值回来与希望值进行比较，并根据它们的误差及时调整控制作用的进行比较，并根据它们的误差及时调整控制作用的系统，称为闭环控制系统系统，称为闭环控制系统。系统中将控制的结果反馈回来的部分，称为系统中将控制的结果反馈回来的部分，称为反馈反馈环节。环节。反馈环节是闭环控制系统的重要特征。反馈环节是闭环控制系统的重要特征。控制与设计控制与设计自动控制自动控制手
4、动控制手动控制闭环控制闭环控制开环控制开环控制控制的分类控制的分类 大脑大脑肢体肢体飞镖飞镖落点落点期望期望值值控制器控制器执行器执行器被控对象被控对象被被控控量量控制系统的组成与描述控制系统的组成与描述图图1 投掷飞镖的控制过程投掷飞镖的控制过程眼睛眼睛大脑大脑手、手、阀门阀门容器容器控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象反馈环节反馈环节控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象控制框图电动机电动机气缸气缸电磁铁电磁铁液压缸液压缸阀门阀门扬声器扬声器路灯路灯水管水管执行器执行器控制量控制量控制器控制器反馈环节反馈环节被控量被控量被控被控对象对象抽水马桶的抽水马桶的水位控制水位控制水泵抽水水泵
5、抽水路灯黑夜路灯黑夜/白白天自动开关控天自动开关控制制电风扇机械电风扇机械定时开关控定时开关控制制电风扇电风扇电风扇的开关电风扇的开关路灯的开关路灯的开关路灯路灯水管水管水箱水位水箱水位出水出水定时器定时器连杆机构连杆机构或杠杆或杠杆控制电路控制电路电机电机水泵水泵电磁继电器电磁继电器进水阀门进水阀门电路的接通电路的接通或断开或断开转动转动水流量水流量机械开关或机械开关或电磁继电器电磁继电器电路的接通电路的接通或断开或断开水箱水箱浮球浮球小试身手1、分析控制系统的工作原理、分析控制系统的工作原理2、根椐方框图找出相应的量（控制、根椐方框图找出相应的量（控制器、执行器、被控对象、检测装置）器、执
6、行器、被控对象、检测装置）3、用简练的语言回答问题、用简练的语言回答问题“析析”“找找”“答答”控制系统处理方法：控制系统处理方法：练习练习1 1原理：随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一原理：随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一种具体应用。其工作过程是由种具体应用。其工作过程是由“声电转换装置声电转换装置”将起将起伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐声信号强，水泵的转速就快，动电动机带动水泵转动。音乐声信号强，水泵的转速就快，喷头的压力就大，喷出的水柱就高。反之，喷出的水柱就喷头的压力就大，
7、喷出的水柱就高。反之，喷出的水柱就低。音乐信号的强弱与喷泉水柱的高低一一对应。请回答低。音乐信号的强弱与喷泉水柱的高低一一对应。请回答以下问题：以下问题：1、是开环控制系统还是闭环控制系统？、是开环控制系统还是闭环控制系统？2、输入量和输出量分别是什么、输入量和输出量分别是什么?音乐音乐信号信号声电转声电转换装置换装置和电机和电机水泵水泵喷头喷头水柱水柱高低高低转速转速如果声控灯的附近并没有来人，而如果声控灯的附近并没有来人，而出现意外的声响，如楼上或隔壁有人高声说话或以动作发出声响，出现意外的声响，如楼上或隔壁有人高声说话或以动作发出声响，灵敏度高的声控灯也会应声而亮。为避免这种情况你有什么
8、好办灵敏度高的声控灯也会应声而亮。为避免这种情况你有什么好办法？法？画出声控灯的系统框图。画出声控灯的系统框图。练习练习2 2如图是声控灯系统组成示意图，根据你的理解和认识回答如图是声控灯系统组成示意图，根据你的理解和认识回答下列问题：下列问题：答案提示：答案提示：开环，关键词：方便、节电开环，关键词：方便、节电。把传感器的灵敏度调小一点。把传感器的灵敏度调小一点。：此系统是开环还是此系统是开环还是闭环，声控灯的优点闭环，声控灯的优点有哪些？有哪些？电机控制电路红外传感器设计一个会翻转的广告牌设计一个会翻转的广告牌分析实验系统性能分析实验系统性能确定待定参数确定待定参数建立控制器、被控对象、执
9、建立控制器、被控对象、执行机构和反馈环节的模型行机构和反馈环节的模型确定被控量确定被控量给定控制要求（设计指标）给定控制要求（设计指标）确定系统结构确定系统结构确定控制的目的确定控制的目的控制系统的设计控制系统的设计 控制系统设计的一般思路控制系统设计的一般思路若满足规范要求，设计结束若满足规范要求，设计结束若若不不满满足，足，重重新新开开始始 将需要展示的画面（广告）连在一起，然后卷在两根轴上，当同时转动两根转轴时，画面就可以依次显示。手动控制手动控制 自动控制自动控制方案二 三棱柱的每一面对应一幅画的一部分，当所有三棱柱同时转动时，可将三幅图像顺序显示出来。控制系统的设计框图定时定时控制器控制器继电器继电器电动机电动机减速器减速器广告广告牌牌选择实现方法选择实现方法1 1、电动机转速快，需减速。、电动机转速快，需减速。设计减速装置设计减速装置使用定时控制使用定时控制器、继电器器、继电器2 2、准确控制电动机转动、准确控制电动机转动、停止的时间，使电动机停止停止的时间，使电动机停止期间，画面显示完整。期间，画面显示完整。完成设计完成设计1.绘制原理图或者安装图；2.设计系统制作的流程；3.找材料、加工处理、组装。1.绘制原理图或者安装图；2.设计系统制作的流程；3.找材料、加工处理、组装。
