1、第四单元 控制与设计-控制系统的工作过程与方式1回顾上节内容回顾上节内容:什么是控制?控制有哪些手段?控制有哪些应用?2控制的手段控制的手段控制：人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和控制手段。3认识控制系统认识控制系统控制系统控制系统4在我们的教室里，有哪些控制装置在我们的教室里，有哪些控制装置（控制系统）？（控制系统）？教室里的控制系统：教室里的控制系统：灯的开关的控制灯的开关的控制 投影幕升降的控制投影幕升降的控制 电风扇风速的控制电风扇风速的控制5电路电路、灯、灯输入输入“开或关开或关”输出输出
2、“亮或灭亮或灭”电机电机、扇叶、扇叶输入输入风速挡位风速挡位输出输出风速风速控制系统的基本特征：一个输入信号（如手拔开关）对应着一个输出信号（如灯亮或不亮）678控制系统控制系统输入量输入量控制系统控制系统输出量输出量 归纳共同点：归纳共同点：能否使用下面的方框图能否使用下面的方框图来表示上述控制系统？来表示上述控制系统？根据自行车行驶、电风扇转动具体的案例根据自行车行驶、电风扇转动具体的案例画出控制系统方框图：画出控制系统方框图：9 自行车传动控制系统自行车传动控制系统:控制系统控制系统脚踩的力脚踩的力(输入输入)脚蹬、曲柄、链轮、脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮中轴、链条、飞轮自行车行驶
3、的速度自行车行驶的速度（输出）（输出）电风扇风速的挡位电风扇风速的挡位（输入）（输入）电机、扇叶电机、扇叶风速风速（输出）（输出）电风扇的风速控制系统电风扇的风速控制系统10 控制系统：在一个控制过程中，若控制系统：在一个控制过程中，若干个控制环节组成的一个系统，称干个控制环节组成的一个系统，称为控制系统。控制系统的输入和输为控制系统。控制系统的输入和输出之间有一定的对应关系。出之间有一定的对应关系。控制系统通常又分为控制系统通常又分为开环控制开环控制系统系统和和闭环控制系统。闭环控制系统。控制系统控制系统11马上行动：马上行动：控制系统控制系统是否属于控制系统输入输出控制系统的组成普通电灯亮
4、度可调灯楼道里的自动声控灯是是是是是是接通电源接通电源的电信号的电信号接通电源接通电源的电信号的电信号接通电源接通电源的电信号的电信号电灯的照电灯的照明亮度明亮度电灯的照电灯的照明亮度明亮度电灯的照电灯的照明亮度明亮度开关、灯泡、灯开关、灯泡、灯座、导线、电源座、导线、电源可调电阻开关、可调电阻开关、灯泡、灯座、导灯泡、灯座、导线、电源线、电源声传感器开关、声传感器开关、灯泡、灯座、导灯泡、灯座、导线、电源线、电源12开环控制系统：开环控制系统：控制系统的输出量不对系统的控制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产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。控制系统。主
5、要特点：输出不影响输入，对输出不需要测量，通常容易实现。开环控制系统开环控制系统 根据定义试分析上述根据定义试分析上述“马上行动马上行动”中提中提到的各种灯，哪些属于开环控制系统？到的各种灯，哪些属于开环控制系统？思考：思考：13开环控制系统的方框图开环控制系统的方框图输入量控制器 执行器被控对象输出量定时器进水阀门游泳池设定注水时间输入水流量游泳池水位输出控制量14开环控制系统开环控制系统以声控电灯为例写出控制过程方框图：以声控电灯为例写出控制过程方框图：常开常开(断断开开)接点接点声传感声传感控控制制器器输入量输入量灯泡灯泡输出量输出量控制器控制器执行器执行器被控对象被控对象输入量输入量输
6、出量输出量开环控制系统的方框图开环控制系统的方框图15自动门控制系统控制电路电机自动门门的开启或关闭控制器执行器控制对象输入量输出量控制量16 一千零一夜一千零一夜里的一个故事：阿里的一个故事：阿里巴巴和四十大盗的故事里巴巴和四十大盗的故事 里有一扇神里有一扇神奇的门，奇的门，请写出请写出“芝麻开门芝麻开门”声控开声控开门系统的控制方框图：门系统的控制方框图：开环控制系统开环控制系统输入量声音传感器电动机门输出量171、宾馆、酒店的、宾馆、酒店的“自动叫醒服务系统自动叫醒服务系统”是是一个开环控制系统。画出它的工作过程方一个开环控制系统。画出它的工作过程方框图。框图。182、走道路灯的声光控制
7、系统、走道路灯的声光控制系统 声光自动控制白炽灯开关的基本工作原理如下：白天或声光自动控制白炽灯开关的基本工作原理如下：白天或夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通，取决于声音信号强的通断受控于声控部分。电路是否接通，取决于声音信号强度。当声强达到一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯，度。当声强达到一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到，开关自动关断，等待下一次声音并开始
8、延时，延时时间到，开关自动关断，等待下一次声音信号触发。这样，通过对环境声光信号的检测与处理，完成信号触发。这样，通过对环境声光信号的检测与处理，完成电路通断的自动开关控制。电路通断的自动开关控制。19 目前所用的交通路口的红绿灯控制系统一般都是按给目前所用的交通路口的红绿灯控制系统一般都是按给定的时序来控制的，因此应该是开环控制系统，而不是闭环。定的时序来控制的，因此应该是开环控制系统，而不是闭环。对车流量因素的考虑，是在调查统计的基础上在设计给定时对车流量因素的考虑，是在调查统计的基础上在设计给定时序时体现的。其参考框图如下：序时体现的。其参考框图如下：20开环控制系统开环控制系统小试验：
9、闭着眼睛写“控制系统”四个字。控制器、执行器、被控对象分别是什么。输入量：老师的指令 输出量：所写的字手手大脑大脑输入量输入量笔笔输出量输出量21小组讨论：小组讨论：在你身边你见到的开环控制系统有哪在你身边你见到的开环控制系统有哪些？些？普通家用电饭煲的煮饭控制系统普通家用电饭煲的煮饭控制系统红外线自动水龙头红外线自动水龙头公共汽车车门控制系统公共汽车车门控制系统防盗报警系统防盗报警系统火灾报警系统火灾报警系统音乐喷泉控制系统音乐喷泉控制系统闹钟定时控制系统闹钟定时控制系统自动烘手机控制系统自动烘手机控制系统开环控制系统开环控制系统22希罗的自动门希罗的自动门23 历史上最有名的自动机是希罗制造的神殿自动门。希罗是公元前古希腊一位发明家，他用重锤、滑轮、齿轮等制造出当时很神奇的机器：神殿自动门。当有人拜神时，点燃神坛上的油灯，灯火燃烧使空气膨胀，球形容器内的空气因膨胀产生压力，把容器内的水挤到桶内，桶内水多了，在重力作用下带动大门转轴转动，门就打开了；当火熄灭后，由于重锤的重力作用，使大门转轴向相反方向转动，门就自动关闭了。24
