1、 电风扇的风速控制是通过改变电电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来实现的机的转速来实现的电路、灯电路、灯控制器控制器即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。或元件。执行器执行器即直接对被控对象进行控制的装置或元件。即直接对被控对象进行控制的装置或元件。控制量控制量即执行器的输出信号，如流过阀门的水量。即执行器的输出信号，如流过阀门的水量。被控对象被控对象即控制系统中所要求控制的装置或生产过程。即控制系统中所要求控制的装置或生产过程。电风扇的风速控制系统电风扇的风速控制系统自动门的控制系统v当人走进自动门时，门上方的红外装置检当人走进自动门时，门
2、上方的红外装置检测到人体热辐射发出的红外信息，控制电测到人体热辐射发出的红外信息，控制电路接收到该信号后，便发出相应的指令，路接收到该信号后，便发出相应的指令，启动电动机运转，从而带动门自动开启启动电动机运转，从而带动门自动开启（或者控制启动装置，使门向两边打开）。（或者控制启动装置，使门向两边打开）。当门开启之后，控制电路将作出判断，如当门开启之后，控制电路将作出判断，如果没有人在门四周，就通知电动机做反向果没有人在门四周，就通知电动机做反向运转，使门关闭。运转，使门关闭。电机控制电路红外传感器输入输入被控对象被控对象输出输出楼道声光控灯控制系统楼道声光控灯控制系统v(2010)泉州市闽台缘
3、博物馆广场安装了随着泉州市闽台缘博物馆广场安装了随着音乐起伏而变化的音乐喷泉，它是控制技术音乐起伏而变化的音乐喷泉，它是控制技术的一种具体应用。其工作过程是由的一种具体应用。其工作过程是由“声声电转电转换装置换装置”将起伏的音乐强度转换为随之而变将起伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐信号强，水泵转速快，喷头压泵转动。音乐信号强，水泵转速快，喷头压力就大，喷出的水柱就高；反之，喷出的水力就大，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的水柱一一柱就低。音乐信号的强弱与喷泉的水柱一一对应。对应。喷泉水喷
4、泉水柱高度柱高度游泳池注水控制系统的工作过程游泳池注水控制系统的工作过程游泳池的水位只受设定注水时间的控制游泳池的水位只受设定注水时间的控制 游泳池注水控制系统如果由时间控制进水游泳池注水控制系统如果由时间控制进水阀门会产生什么问题？阀门会产生什么问题？如果由设定注水时间改为设定游泳池水位行如果由设定注水时间改为设定游泳池水位行不行？不行？水位检测装置水位检测装置控制器控制器v检测装置把检测到的实际水位返回到输入端，与检测装置把检测到的实际水位返回到输入端，与给定水位相比较，再由控制器决定进水阀门是否给定水位相比较，再由控制器决定进水阀门是否开启与关闭。开启与关闭。v游泳池的游泳池的实际水位实
5、际水位决定了进水决定了进水阀门的开关，阀门的开关，也就也就是说输出量对控制过程有影响。是说输出量对控制过程有影响。闭环控制系统方框图闭环控制系统方框图被控对象被控对象执行器执行器控制器控制器给定量给定量控制量控制量被控量被控量检测装置检测装置比较器比较器-+检测装置：检测装置：测量出被控量并返回到系统的输入端；比较器：比较器：将给定量与所测的被控量被控量进行比较，求出偏差值控制器：控制器：将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达指令执行器：执行器：根据指令对被控对象进行控制，从而使被控量稳定在一定范围内。闭环控制系统闭环控制系统 我们把系统的输出量返回到输入我们把系统的输出量返回到输入端并对控
6、制过程产生影响的控制系端并对控制过程产生影响的控制系统称为统称为闭环控制系统。闭环控制系统。闭环控制系统的特点：（1）系统输出量对控制作用有直接影响。（2）有反馈环节，并应用反馈减小误差。（3）当出现干扰时，可以自动减弱其影响。抽水马桶水位控制系统抽水马桶水位控制系统开环控制系统与闭环控制系统比较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出量输出量控制量控制量被控对象被控对象执行器执行器控制器控制器给定量给定量控制量控制量被控量被控量检测装置检测装置比较器比较器-+开环控制系统开环控制系统:闭环控制系统闭环控制系统:给定水位给定水位进水阀门进水阀门游泳池游泳池实际水位实际水位水流量
7、水流量控制器控制器检测装置检测装置+-定时器定时器设定注水的时间设定注水的时间进水阀门进水阀门游泳池游泳池游泳池的水位游泳池的水位水流量水流量开环控制系统开环控制系统闭环控制系统闭环控制系统开环控制系统和闭环控制系统的比较开环控制系统和闭环控制系统的比较从信息传递过程上从信息传递过程上从构成上从构成上：闭环控制系统比开环控制系统多了一个检测输出量的装置从定义上：从定义上：开环控制系统：信息的传递是单向的。闭环控制系统：信息的传递是一条闭合的回路。开环控制系统：系统的输出量不对系统的控制产生任何影响闭环控制系统：系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响。开环控制系统：开环控制系统：相对较低，
8、一般结构简单，适用于控制精度要求不高而系统本身元件又比较稳定的场合。闭环控制系统：闭环控制系统：控制精度高，设计比较麻烦，结构也相对复杂，成本较高，适用于要求高精度和高可靠性的场合开环控制系统和闭环控制系统的比较开环控制系统和闭环控制系统的比较控制精度上：控制精度上：闭环控制系统与开环控制系统的比较闭环控制系统与开环控制系统的比较控制系统控制系统反馈反馈控制精度控制精度结构结构成本成本应用范围应用范围闭环闭环开环开环有反馈有反馈无反馈无反馈精度高精度高精度较低精度较低结构复杂结构复杂结构简单结构简单成本高成本高成本低成本低高精度、高精度、高可靠、高可靠、系统本身系统本身不稳定的不稳定的应用领域
9、应用领域控制精度控制精度要求不高要求不高本身很稳本身很稳定的应用定的应用判断以下控制系统是开环控制系统还是闭环控制系统开环控制系统开环控制系统闭环控制系统闭环控制系统电冰箱的温度控制系统走道路灯的声光控制系统交通路口红绿灯控制系统粮库的温度、湿度控制系统闭环开环开环闭环电冰箱的温度控制系统走道路灯的声光控制系统交通路口红绿灯控制系统粮库的温度、湿度控制系统温度、湿度温度、湿度检测装置检测装置控制器控制器降温、除湿降温、除湿装置装置粮库粮库设定设定的温的温度、度、湿度湿度比较器比较器实际实际温度、温度、湿度湿度闭环控制在日常生活中应用 普通电饭煲煮普通电饭煲煮饭温度控制系饭温度控制系统统 普通电
10、饭煲的做饭控制中，首先输入普通电饭煲的做饭控制中，首先输入“做饭指令做饭指令”，按，按下开关按钮，电热盘工作，煮饭开始，当内锅温度上升到限下开关按钮，电热盘工作，煮饭开始，当内锅温度上升到限制温度（制温度（103）时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下和永）时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下和永磁体分开，触点开关分离，电热盘停止工作，电饭煲的做饭磁体分开，触点开关分离，电热盘停止工作，电饭煲的做饭工作过程结束，电饭煲进入保温控制。工作过程结束，电饭煲进入保温控制。普通电饭煲的做饭控制中，首先输入普通电饭煲的做饭控制中，首先输入“做做饭指令饭指令”，按下开关按钮，电热盘工作，煮，按下开关按钮，电热盘
11、工作，煮饭开始，当内锅温度上升到限制温度饭开始，当内锅温度上升到限制温度（103）时，感温磁体失去磁性，在弹簧）时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下和永磁体分开，触点开关分离，电热作用下和永磁体分开，触点开关分离，电热盘停止工作，电饭煲的做饭工作过程结束，盘停止工作，电饭煲的做饭工作过程结束，电饭煲进入保温控制。电饭煲进入保温控制。当内锅温度下降到保温点（当内锅温度下降到保温点（65）时，实施保温）时，实施保温控制，内锅温度继续下降时，双金片发生变形，控制，内锅温度继续下降时，双金片发生变形，触点开关接通，电热盘工作，内锅温度上升；触点开关接通，电热盘工作，内锅温度上升；当内锅温度升到保温点（当
12、内锅温度升到保温点（65）时，双金片又）时，双金片又发生变形，触点分离，电热盘停止工作，这样发生变形，触点分离，电热盘停止工作，这样电饭煲就达到了保温的目的。电饭煲就达到了保温的目的。当内锅温度下降到保温点（当内锅温度下降到保温点（65）时，实）时，实施保温控制，内锅温度继续下降时，双施保温控制，内锅温度继续下降时，双金片发生变形，触点开关接通，电热盘金片发生变形，触点开关接通，电热盘工作，内锅温度上升；当内锅温度升到工作，内锅温度上升；当内锅温度升到保温点（保温点（65）时，双金片又发生变形，）时，双金片又发生变形，触点分离，电热盘停止工作，这样电饭触点分离，电热盘停止工作，这样电饭煲就达到
13、了保温的目的。煲就达到了保温的目的。思考与讨论：思考与讨论：v电饭煲的做饭控制系统和保温控制系统分别是开环控制还是电饭煲的做饭控制系统和保温控制系统分别是开环控制还是闭环控制？闭环控制？做饭控制系统是开环；保温控制系统是闭环 画出它们的控制系统方框图画出它们的控制系统方框图?浮球浮球控制器控制器阀门阀门水箱水箱预设预设水位水位进水量进水量比较器比较器水位水位v(2013)如图所示是水箱液位控制系统，当水箱出水时，水位下降浮子下沉，带动活塞偏离进水口位置，此时进行补水直到水箱的水位上升到给定水位，浮子上浮，活塞归位。在这个系统中，浮子、活塞以及两者之间的连杆机构组成一个杠杆系统。试回答以下问题：v（1）该控制系统是开环控制系统还是闭环控制系统？（4分）v（2）该控制系统的输入量和输出量分别是什么？（5分）v（3）该控制系统中浮子起什么作用？（4分）v（4）画出该控制系统的框图。（5分）控制器控制器（连 杆（连 杆机构）机构）执行器执行器（活塞）（活塞）被 控被 控对象对象（水（水箱）箱）被控量被控量（水 箱（水 箱实 际 水实 际 水位）位）给定量（设 定 的水位）检测装检测装置置（浮子）（浮子）控制量控制量（进水（进水量）量）比 较比 较器器热电偶热电偶控制器控制器加热器加热器加热炉加热炉设定温度设定温度比较器比较器热量热量温度温度
