1、第二节控制系统的工作过程与方式第二节控制系统的工作过程与方式 考纲条目考纲条目考试要求考试要求考试属性考试属性控制系统控制系统的工作过的工作过程与方式程与方式(1)简单开环控制系统的基本组成和工作过程 c 必考加试(2)闭环控制系统的基本组成 b (3)简单的闭环控制系统的方框图 c (4)控制器和执行器的作用 c1把音乐声控制灯的工作过程看成一个控制过程，其输入和输出分别是什么？2类似这样的例子生活中还有哪些应用？概念：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控概念：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。制系统。特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间特征：系
2、统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是的信号是_。方框图：方框图：_：控制系统的给定量。：控制系统的给定量。_：对输入信号进行处理并发出控制命令的：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。装置或元件。_：直接对被控对象进行控制的装置或元件。：直接对被控对象进行控制的装置或元件。_：执行器的输出信号。：执行器的输出信号。单向传递单向传递控制器控制器执行器执行器控制量控制量被控对象被控对象输入量输入量控制器控制器执行器执行器控制量控制量_：控制系统中所要控制的装置或生产：控制系统中所要控制的装置或生产过程。过程。_：控制系统所要控制的量。：控制系统所要控制的量。概念：系统的输出
3、量返回到输入端并对控制过程产生影概念：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。响的控制系统。基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了检基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了检测装置、比较器测装置、比较器(检测装置有的开环系统也有检测装置有的开环系统也有)。特征：系统的输出端与输入端信号之间存在一个回路特征：系统的输出端与输入端信号之间存在一个回路反馈回路。反馈回路。被控对象被控对象输出量输出量检测装置：检测输出量检测装置：检测输出量(被控量被控量)并将其返回到并将其返回到_。比较器：将给定量与所检测的被控量进行比较，求出偏比较器：将给定量与所检测的被控量进行比较，
4、求出偏差值，往往和控制器集成到一起。差值，往往和控制器集成到一起。开环控制系统与闭环控制系统的比较：开环控制系统与闭环控制系统的比较：开环控制系统输入量到输出量之间的信号是单向传递开环控制系统输入量到输出量之间的信号是单向传递的，它对输出量的控制精度较低，但它具有结构简单、成的，它对输出量的控制精度较低，但它具有结构简单、成本低、容易实现等优点。本低、容易实现等优点。闭环控制系统的输入量和输出量之间还有一个反馈环闭环控制系统的输入量和输出量之间还有一个反馈环节，它们形成了一条闭合回路。它对输出量的控制精度较节，它们形成了一条闭合回路。它对输出量的控制精度较高，但它结构复杂、成本高，主要用在要求
5、较高精度和高高，但它结构复杂、成本高，主要用在要求较高精度和高可靠性的控制中。可靠性的控制中。控制器控制器控制量控制量被控对象被控对象检测装置检测装置执行器执行器输入端输入端【例【例1】根据音乐声控制灯、舞台氛围灯视频，以下根据音乐声控制灯、舞台氛围灯视频，以下器件中可以作为音乐声控灯的传感器的是器件中可以作为音乐声控灯的传感器的是()A麦克风麦克风 B放大电路放大电路C继电器继电器 D扬声器扬声器【例【例1解题】解题】声控灯是通过麦克风把音乐的声音声控灯是通过麦克风把音乐的声音信号转换为信号转换为_，然后通过放大电路放大到必，然后通过放大电路放大到必要的功率以控制开关电路的。要的功率以控制开
6、关电路的。【答案【答案1】_电信号电信号A【例【例2】2016.4浙江学考浙江学考根据消防要求，仓库、图书馆等场根据消防要求，仓库、图书馆等场所都要安装火灾自动报警系统。当烟雾探测器检测到的烟雾浓所都要安装火灾自动报警系统。当烟雾探测器检测到的烟雾浓度超过设定值时，电子开关被接通，报警器发出声光信号进行度超过设定值时，电子开关被接通，报警器发出声光信号进行报警。关于该报警控制系统，以下说法中正确的是报警。关于该报警控制系统，以下说法中正确的是()A输出量是有无声光信号输出量是有无声光信号B被控对象是仓库、图书馆等场所被控对象是仓库、图书馆等场所C控制器是电子开关控制器是电子开关D反馈装置是烟雾
7、探测器反馈装置是烟雾探测器【例【例2解题】解题】本题考查控制系统的分析。在该系统中，本题考查控制系统的分析。在该系统中，输入量是输入量是_、控制器是、控制器是_、执行器、执行器是是_、被控对象是、被控对象是_、输出量是、输出量是_。【答案【答案2】_烟雾浓度烟雾浓度烟雾探测器烟雾探测器电子开关电子开关报警器报警器声光信号声光信号A【例【例3】如图所示是燃油炉窑温度控制系统示意图。工作如图所示是燃油炉窑温度控制系统示意图。工作时，热电偶将检测到的炉内温度信号传送给温控仪与设定温时，热电偶将检测到的炉内温度信号传送给温控仪与设定温度值比较，温控仪根据温度偏差信号控制电机运行，调节燃度值比较，温控仪
8、根据温度偏差信号控制电机运行，调节燃油喷嘴的喷油量，使炉内温度稳定在设定温度。该控制系统油喷嘴的喷油量，使炉内温度稳定在设定温度。该控制系统的被控对象是的被控对象是()A电机电机 B燃油喷嘴燃油喷嘴C炉窑炉窑 D热电偶热电偶【例【例3解题】解题】本题考查控制系统的组成，控制系统的被控本题考查控制系统的组成，控制系统的被控对象即控制系统所要求控制的装置或生产过程，燃油炉窑温对象即控制系统所要求控制的装置或生产过程，燃油炉窑温度控制系统的被控对象是度控制系统的被控对象是_。【答案【答案3】_炉窑炉窑C【例【例4】2016浙江浙江如图所示是智能车位引导系统示意图。如图所示是智能车位引导系统示意图。该
9、系统能够准确、快速引导驾驶员到达空余车位，其工作过该系统能够准确、快速引导驾驶员到达空余车位，其工作过程是：中央处理器接收到超声波车位探测器探测的车位信息，程是：中央处理器接收到超声波车位探测器探测的车位信息，经过处理后控制信息发布器把空余车位信息通过引导屏和车经过处理后控制信息发布器把空余车位信息通过引导屏和车位指示灯显示出来。根据示意图及其描述，请回答下列问题。位指示灯显示出来。根据示意图及其描述，请回答下列问题。(1)根据上述描述，分析该车位引导系统的控制过程，在方根据上述描述，分析该车位引导系统的控制过程，在方框图中框图中“_”处填写相应的内容。处填写相应的内容。(2)该智能车位引导系
10、统可以分为信息采集、信息处理、信该智能车位引导系统可以分为信息采集、信息处理、信息发布三个子系统，其中的信息发布子系统包括信息发布器、息发布三个子系统，其中的信息发布子系统包括信息发布器、_、_(在车位指示灯；超声波车位探测器；在车位指示灯；超声波车位探测器；数据库；引导屏中选择两项，将序号填写在数据库；引导屏中选择两项，将序号填写在“_”处处)。(3)系统设计时要考虑车位定位准确、显示及时、抗干扰、系统设计时要考虑车位定位准确、显示及时、抗干扰、便于维护，还要统筹兼顾成本、安装等要素，这体现了系统便于维护，还要统筹兼顾成本、安装等要素，这体现了系统分析的分析的_原则原则(在综合性；科学性；整
11、体性中选在综合性；科学性；整体性中选择一项，将序号填写在择一项，将序号填写在“_”处处)。【例【例4解题】解题】本题考查开环控制系统的基本组成和工作过本题考查开环控制系统的基本组成和工作过程。第程。第(1)小题、第小题、第(2)(3)小题考查系统、子系统以及系统分小题考查系统、子系统以及系统分析的基本原则等知识。析的基本原则等知识。【答案【答案4】_(1)超声波车位探测器探测的车位信息中超声波车位探测器探测的车位信息中央处理器信息发布器空余车位信息央处理器信息发布器空余车位信息(2)(3)【例【例5】如图所示的抽屉，每次拉开，抽屉内的如图所示的抽屉，每次拉开，抽屉内的LED灯会灯会自动点亮自动
12、点亮30秒，该秒，该LED灯自动开关控制系统的输出量是灯自动开关控制系统的输出量是()A房间的亮度房间的亮度 B抽屉的开或关抽屉的开或关C设定的亮灯时间设定的亮灯时间 D灯的亮或灭灯的亮或灭【例【例5解题】解题】输出量即被控量，指控制系统所要控制的量输出量即被控量，指控制系统所要控制的量或状态。或状态。【答案【答案5】_D【例【例6】2013浙江浙江如图所示为某储气罐压力自动控制和自动如图所示为某储气罐压力自动控制和自动报警系统示意图。压力变送器检测储气罐中的压力值，该值被送报警系统示意图。压力变送器检测储气罐中的压力值，该值被送到控制器，与设定压力值进行比较，控制器根据偏差值控制变频到控制器
13、，与设定压力值进行比较，控制器根据偏差值控制变频气泵的转速，从而使储气罐的实际压力达到设定值。当压力值超气泵的转速，从而使储气罐的实际压力达到设定值。当压力值超出设定上限时，就发出报警信号，并自动排气。请完成下列各题，出设定上限时，就发出报警信号，并自动排气。请完成下列各题，在有在有“_”处填上相应的内容。处填上相应的内容。(1)该系统除了压力自动控制子系统以外，还有该系统除了压力自动控制子系统以外，还有_子系统子系统和自动排气装置。和自动排气装置。(2)根据示意图及其描述，补充完整压力自动控制系统方框图。根据示意图及其描述，补充完整压力自动控制系统方框图。(3)当压力自动控制系统出现故障，导
14、致储气罐内气体压力过高，当压力自动控制系统出现故障，导致储气罐内气体压力过高，在此情况下对储气罐有保护作用的是在此情况下对储气罐有保护作用的是_(在去车间的送在去车间的送气管道；自动排气装置中选择一项，填写序号气管道；自动排气装置中选择一项，填写序号)。【例【例6解题】解题】本题考查学生对闭环控制系统的基本组成和本题考查学生对闭环控制系统的基本组成和对整个控制过程的理解。对整个控制过程的理解。【答案【答案6】_(1)自动报警或报警自动报警或报警(2)变频气泵或气泵压力变送器变频气泵或气泵压力变送器(3)微专题四巧做判断开闭环控制系统选择题微专题四巧做判断开闭环控制系统选择题 判断依据开环控制系
15、统闭环控制系统定义输出量对控制系统的工作不产生影响输出量影响控制系统的工作状态信号的传递特征单向传递双向循环传递有无反馈不存在反馈存在反馈微专题五开环控制系统的工作过程汇总表微专题五开环控制系统的工作过程汇总表 实例工作过程车辆超速检测系统（检测报警类）汽车的速度 测速雷达 电脑 摄像头 超速汔车信息测速雷达测量车速，经判断超速后，电脑控制摄像头将超速车辆的信息记录下来。公交车车门的开关控制系统（开关类）开关信号 电磁阀 气动活塞 车门 开关司机操作开关装置，发出开关信号，控制电磁阀的启闭，通过电磁阀决定压缩空气的流向，由压缩空气推动活塞，从而带动车门的开启与关闭游泳池定时注水系统（定时类）设
16、定注水时间 定时器 进水阀 泳池 泳池的水位使用者将注水的时间值设定到定时器中，开启进水阀注水，一旦时间到达，定时器就会控制注水阀关闭，停止向泳池注水。微专题六闭环控制系统的工作过程汇总表微专题六闭环控制系统的工作过程汇总表实例工作过程温室大棚温度控制系统(恒定输出类)夏天卧室温度控制系统(恒定输出类)电冰箱温度控制系统(恒定输出类)实例工作过程电饭锅保温控制系统(恒定输出类)智能电饭煲控制系统(恒定输出类)加热炉的温度自动控制系统(恒定输出类)实例工作过程供水水箱的水位自动控制系统(恒定输出类)抽水马桶的自动控制系统(恒定输出类)宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统(恒定输出类)实例工作过程粮库温、湿度自动控制系统(恒定输出类)风力发电机跟踪风向的控制系统(动态跟踪类)家用压力锅工作原理
