通用技术2第四章控制与设计-PPT课件.ppt

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1、第四章控制与设计自行车都骑过吧?不过不要以为所有的自行车你都hold得住哟思考:我们是怎样控制自行车的?眼睛及神经传输系统大脑肢体自行车车的实际行驶方向设定车的行驶方向骑自行车的控制过程框图我们希望自行车按照我们的意愿行驶,那就要对其进行干预。这种根据自己的目的,通过一定的方法使事物沿着某一确定的方向发展的行为,就称为控制。控制:正如骑自行车,生活中有许多事情都需要控制——大脑控制肢体,肢体再控制自行车前进。每当自行车的实际行驶方向和我们预期的行驶方向不同时,我们就会立刻操控车把,将方向引正。投掷飞镖自动伸缩门生活中的控制音乐喷泉控制系统生活中的控制生活中的控制

2、冰箱电饭煲生活中的控制生活中的控制大家来总结:林林总总的“控制”,有什么共同点和区别?控制系统的共同特征:1、一个输入对应一个输出2、中间有若干个环节初步结论:输入若干环节(信号处理)输出一、有些控制系统是手动的,有些是自动的。控制系统的区分归类一:有些控制系统必须在人的直接干预下才能完成控制任务,这种控制系统,我们称之为手动控制系统。手动控制系统:手动控制系统与自动控制系统相反,不需要人的直接干预就可按期望规律或预定程序进行的控制系统称为自动控制系统。自动控制系统:手动控制系统与自动控制系统下面哪些是人工控制,哪些是自动控制?判断一下:人工自动开关教室的电灯空

3、调用气筒给自行车的轮胎充气电梯的上下运行汽车手打方向盘倒车雷达红绿灯普通电风扇(除有若干档位,无其它功能)遥控玩具车摇动钴辘,提取井水二、有些控制系统需要根据反馈情况进行实时控制,有些则不需要。控制系统的区分归类二:车子歪向一边,我们的大脑会立刻下令纠正。眼睛及神经传输系统大脑肢体自行车车的实际行驶方向设定车的行驶方向骑自行车的控制过程框图夏天,空调检测到室内温度高于我们设定的温度过多,也会立刻启动制冷。检测到的室内温度感温装置控制电路电机空调预设温度值空调温度自动调节控制框图闭环控制系统与开环控制系统能将控制的结果反馈回来与希望值进行比较,并根据它们的误差及时

4、调整控制作用的系统,称为闭环控制系统。闭环控制系统:闭环控制系统与开环控制系统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。开环控制系统:飞镖离手,将不再可控,飞镖选手也不能再控制飞镖。大脑肢体飞镖期望值落点投掷飞镖的控制过程框图风扇没有温度设定,也没有室温检测系统。风扇转速控制系统只控制风扇依档位转动。控制器电机风扇设定档位输出风力风扇的控制过程框图闭环控制系统与开环控制系统的对比控制系统反馈控制精度结构成本应用范围闭环开环有反馈无反馈精度高精度较低结构复杂结构简单成本高成本低高精度、高可靠、系统本身不稳定的应用领域控制精度要求不高本身很稳定的应

5、用下面哪些是闭环控制,哪些是开环控制?闭环开环烧水壶热水器的温度控制饮水机的温度控制调光台灯抽水马桶水位控制多档电风扇空调器的温度控制电冰箱的温度控制遥控玩具车感应水龙头水车判断一下:闭环控制与开环控制的判断方法考察分析当控制效果发生变化时,控制系统能否作出相应的调整去改变控制的效果,以减少控制误差,如果能,则为闭环控制,否则是开环控制。控制系统的组成眼睛及神经传输系统大脑肢体自行车车的实际行驶方向设定车的行驶方向骑自行车的控制过程框图大脑肢体飞镖期望值落点投掷飞镖的控制过程框图控制器被控对象执行器被控量控制量(对被控对象产生作用,使被控量发生变化的量)比如:力

6、量控制系统的框图表示控制器执行器被控制对象给定值被控量控制量开环控制系统结构框图控制器执行器被控制对象给定值控制量比较器被控量反馈环节闭环控制系统结构框图简单控制系统的设计明确控制的目的确定被控量给定控制要求(设计指标)确定系统结构建立控制器、被控对象、执行机构和反馈环节的模型确定待调参数分析、实验系统性能若满足规范要求,设计工作结束若性能不能满足设计规范要求,重新确定系统结构、部件性能等指标基本过程:自动升旗简易控制装置的设计与实施1.明确设计的要求,明确控制系统设计所要达到的目标。2.提出多个设计方案,进行分析、权衡、比较,确定一个相对较好方案。3.动手安装

7、、调试升旗控制系统。4.撰写试验报告、自我评价和小结。案例:设计要求:1.在国歌播放的时间内,控制国旗匀速上升到旗杆的顶端;2.选择恰当的控制方案实现控制;3.选用成本低、易于获取的元件、设备和材料制作模型。设计分析:1.采用开环控制系统,被控对象是国旗,被控量是上升的速度,控制量是电动机的转动与停止(或速度)。2.这一开环控制系统由计时装置和控制升旗的装置共同组成。3.计时装置和控制升旗装置的实现可以有多种方案,例如,采用机械定时器和电动机实现,采用成品电子定时器和电动机实现,采用自制电子定时器和带可调速电路的电动机实现,采用音频信号、触发电路和电动机实现。4

8、.采用任何一种方案实现,

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