技术与设计2第四章--控制与设计复习进程.doc

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1、技术与设计2第四章--控制与设计精品文档第四章控制与设计致同学们：本章知识点是技术课程中最重要的考点之一，也是最难的，几乎每年的高考题都会考查到此章内容，所以同学们在学习本章知识的时候，要严格按照老师设定的目标、要求进行学习，老师所列举的例子要弄透彻，习题要弄明白，切不可疏忽大意。一、控制的概念（理解）：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，就形成了控制，这里所说的手段就是控制技术。现代控制技术通常是指自动控制技术。二、典型控制系统系统分析（透彻理解其过程）：1．自动门（是开环控制系统，要熟悉）：自动门的动作过程：当门口没有人时，门是关着的；当有

2、人来到门口时，门打开；当人离开门口后一段时间，门又关闭。自动门的功能：（1）无人时，常关；（2）有人时，开门。技术要求：（1）当人距门1m时，门即打开；（2）门打开后，延时10s后关门。系统组成：①门；②电动机；③控制器；④传感器。工作过程：（1）当有人到达门前某一距离（如1m）时，传感器感知，并发出“有人”的信号；（2）控制器接到传感器传来的信号后，经变换放大后传给电动机（这里的电动机叫做执行器，也称为驱动器）；（3）电动机根据传来的开门信号转动，门被打开（这里的门叫做被近代对象，也称为控制对象，简称对象）；（4）控制器保持开门信号延时（如10s）后，自动发出关门信号，电

3、动机反转，门重新关闭。用图表示如下：输入控制器执行器(电动机)被控对象(门)输出传感器（开/关）有人否收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档在上图中，从左往右看，当门口有人时，即有输入，传感器感知并形成信号。信号先后经过控制器、电动机的变换与传递直到把门打开，叫做有输出（门动作，打开）。没有人，则无输入，不发生信号传递，当然没有输出（门无动作，常关）。在这里，有人，就是有了一种信号。它作用于传感器，便是通过传感器给系统以输入。这种输入信号、输入作用，我们称为输入。系统在输入的作用下，被控对象（这里指自动门）对输入产生相应的响应。如有人时，门就被打开。门打开，就是输入信

4、号、输出作用，简称输出。水箱水位人工控制系统示意图水箱水位自动控制系统示意图阀门水箱-阀门水箱-连杆机构浮子2．水箱水位控制（是闭环控制系统，要熟悉）当水箱内的水没有达到设定的水位（水箱内的△所示）时，水箱的水龙头打开，向水箱内放水；当水面达到设定位置，水龙头关闭。它有两种控制方式：人工控制和自动控制。功能：当水面（位）达到设定的水位（高度）时，关闭进水阀门。控制方式：（1）人工控制；（2）自动控制。系统组成：（1）人工控制：水箱（包括水箱内的水）；进水阀门；（2）自动控制：水箱（包括水箱内的水）；阀门；连杆机构；浮子（俗称水漂）。工作过程：（1）人工控制：当水面低于设定的

5、水位时，人打开阀门放水入水箱，人眼监视水面高度；当水面达到设定的水位时，人关闭阀门。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档（2）自动控制：当水面低于设定水位时，浮子下落，阀门打开，进水；浮子监测水面高度，并随着水面升高而浮升；当水面达到设定的水位时，浮子传感，通过连杆机构，将阀门关闭。两种控制的对比：自动控制中的浮子和连杆机构的作用，相当于人工控制中的人眼、人脑和人手的作用。两种控制方式的对比：环节方式传感器控制器执行器对象人工人眼人脑与手阀门水箱自动浮子连杆机构阀门水箱连杆机构阀门水箱浮子_水位差实际水位给定水位开度输出反馈水箱水位控制系统的图形描述框图：（注：“”

6、称为比较环节）输入当水位差（给定水位与实际水位之差）不为零时，此信号经连杆机构使阀门打开，放水入水箱；同时，浮子将实际水位的信号反传给比较环节，从而形成水位差信号。当水位差为零时，阀门将关闭，不再进水。水位的高低，可以用水面高度这样的量来计量，因此，对于输入、输出就有了输入量、输出量的叫法。这里，实际水位为被控量，即输出量，阀门开度为控制量。三、开环控制系统与闭环控制系统的区别（透彻理解并掌握）。现在，我们来比较上述两个框图，第一个框图，即自动门，信息总是自输入端单向传至输出端，不存在信息逆向流动；控制器通常具有功率放大的功能。而第二个框图则不然，除上述过程外，还要将输出信

7、息反传给输入端（比较环节），存在信息逆向流动。这就是说，第二个框图相比第一个框图来说，就多了一个信息传递过程。水位自动控制系统中，信息流经一个闭合环路，这类系统称之为闭环控制系统。闭环控制系统中，将输出信息反传给比较环节的做法，称之为收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档反馈。而自动门系统中，没有反馈，也就不存在闭环，这类系统称之为开环控制系统。同开环控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。因