高中通用技術(shù)控制系統(tǒng)與設(shè)計疑難分析

1、控制與設(shè)計 疑難分析 平陽中學(xué) 章青道 內(nèi)容要點 一一.控制系統(tǒng)的組成控制系統(tǒng)的組成(最基本問題最基本問題). 1.通過手動/自動控制爭議案例,系統(tǒng)/控制系 統(tǒng)的區(qū)別 導(dǎo)入 2.控制系統(tǒng)的組成, 3.什么是控制器 二二.開環(huán)控制與閉環(huán)控制開環(huán)控制與閉環(huán)控制 一些爭議的內(nèi)容 三三.系統(tǒng)及系統(tǒng)特性系統(tǒng)及系統(tǒng)特性 問題問題1.普通電風(fēng)扇的速度控制普通電風(fēng)扇的速度控制,是手動是手動 控制還是自動控制控制還是自動控制. 說明說明:普通電風(fēng)扇普通電風(fēng)扇:不會搖頭、沒有延時、不會搖頭、沒有延時、 有速度檔位有速度檔位. A方:電風(fēng)扇不停在轉(zhuǎn), 不用人,自動控制. B方:一種檔位對應(yīng)一種速度, 被控量的變化,

2、 需要人調(diào)節(jié),手動控制. 控制論（Cybernetics） 問題問題2. 單單自行車裝置單單自行車裝置, 能不能組成能不能組成 一個控制系統(tǒng)一個控制系統(tǒng)(或是不是控制系統(tǒng)或是不是控制系統(tǒng)). A方:蘇版教材：任何一種控制的實現(xiàn)，都 要通過若干個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)就構(gòu)成一個 系統(tǒng)。稱為控制系統(tǒng)。人給腳踏板力,經(jīng)過 多個環(huán)節(jié),如鏈輪,鏈條,飛,車輪,這些環(huán)節(jié)構(gòu) 成傳動系統(tǒng), 所以是控制系統(tǒng). B.自行車裝置,沒有控制器,不能構(gòu)成控制系 統(tǒng). 問題3.什么是控制器 普通開關(guān),電機,自行車傳動系統(tǒng),不是控制 器 . 普通開關(guān),電機,自行車傳動系統(tǒng),是控制器 1. 關(guān)于控制器執(zhí)行器被控對象確定 2.要注意系

3、統(tǒng)與控制系統(tǒng)的區(qū)別 3電風(fēng)扇,是手動控制還是自動控制 10如何判斷開環(huán)控制與閉環(huán)控制 歸納1、控制系統(tǒng)的組成 如果是一個控制系統(tǒng)，必定有控制器，沒有如果是一個控制系統(tǒng)，必定有控制器，沒有 控制器的裝置或系統(tǒng)，不能組成控制系統(tǒng)?？刂破鞯难b置或系統(tǒng)，不能組成控制系統(tǒng)。 對教科書對教科書 開環(huán)控制閉環(huán)控制方框圖歸納：最開環(huán)控制閉環(huán)控制方框圖歸納：最 基本的組成：控制器，執(zhí)行器，控制對象?；镜慕M成：控制器，執(zhí)行器，控制對象。 豫版：控制器，是控制系統(tǒng)的核心。豫版：控制器，是控制系統(tǒng)的核心。 沒了控制器，這個系統(tǒng)就不控制系統(tǒng)了沒了控制器，這個系統(tǒng)就不控制系統(tǒng)了: 一只排球，一雙筷子，一只筷子，一只鉛筆

4、，一只排球，一雙筷子，一只筷子，一只鉛筆， 都可是一個系統(tǒng)，但不能組成一個控制系統(tǒng)。都可是一個系統(tǒng)，但不能組成一個控制系統(tǒng)。 如自行車，普通電風(fēng)扇，吊扇，因為沒有控如自行車，普通電風(fēng)扇，吊扇，因為沒有控 制器，不能組成一個控制系統(tǒng)?；蛘哒f，不制器，不能組成一個控制系統(tǒng)。或者說，不 是控制系統(tǒng)。是控制系統(tǒng)。 歸納2 控制器 控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器對象對象 檢測裝檢測裝 置置 方框圖方框圖,主要從功能方面對控制系統(tǒng)的結(jié)主要從功能方面對控制系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)進行劃分構(gòu)進行劃分, 控制器在框圖中的作用控制器在框圖中的作用,類似類似 于人腦的決策作用于人腦的決策作用. 二、控制器 控制器是具有決策功能的裝置

5、。（或器官）。 控制器在控制系統(tǒng)中的作用，發(fā)號指令。 手動控制，人在發(fā)號指令 自動控制，機器發(fā)號指令 另 手動 自動 的劃分,與粒度劃分有關(guān). 如電視機遙控器,選臺, 按下一個數(shù)字對應(yīng)一個 頻道, 整體是手動控制. 但不能否認(rèn),電視機中 含有的自動控制. 誰在發(fā)指令？ 如：普通電燈的亮度調(diào)節(jié) 人腦 人手 調(diào)節(jié)裝置 燈 燈亮度 如：普通電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 人腦 人手 調(diào)速器 電機 轉(zhuǎn)速 如：普通廊道燈 人手 開關(guān) 燈 亮或暗 如：感應(yīng)廊道燈 傳感器 控制電路 觸發(fā)開關(guān) 燈亮或暗 電風(fēng)扇定時控制 設(shè)定時間 控制器 開關(guān) 轉(zhuǎn)或停 信息傳遞過程信息傳遞過程 控制器控制器 有爭議的原因，是教材。有爭議的原因

6、，是教材。 腳踩的力（輸入）腳踩的力（輸入） 腳蹬曲柄鏈輪中軸鏈條飛輪腳蹬曲柄鏈輪中軸鏈條飛輪 速度（輸出）速度（輸出） 控制系統(tǒng)的輸入控制系統(tǒng)的輸入 控制器控制器 控制系統(tǒng)的輸出控制系統(tǒng)的輸出 電風(fēng)扇檔位（輸入）電風(fēng)扇檔位（輸入） 電機電機 扇葉扇葉 風(fēng)速（輸出）風(fēng)速（輸出） 控制系統(tǒng)的輸入控制系統(tǒng)的輸入 控制器控制器 控制系統(tǒng)的輸出控制系統(tǒng)的輸出 把原本不是控制器的把原本不是控制器的 電機，傳動系統(tǒng)，誤解電機，傳動系統(tǒng)，誤解 成控制器。成控制器。 再推導(dǎo) 普通開關(guān)，普通閥門等也是控制器 歸納3 一些普通的裝置, 即便寫上”控制”,也成 不了控制器. 如:普通的電路 , 寫上”控制電路” 自

7、行車傳動系統(tǒng), 寫上”速度傳動控制系 統(tǒng)” 關(guān)鍵 控制器，是有決策功能的裝置 執(zhí)行器，執(zhí)行控制器的決策 功能模擬， 模擬大腦功能 模擬人手 腳 三、開環(huán)與閉環(huán) 開環(huán)，不管控制的結(jié)果 閉環(huán)，根據(jù)控制結(jié)果做出決策，也就是輸 出量對控制有影響。 時時檢測, 也不一定是閉環(huán). 天暗,傳感器檢測, 控制器,燈, 燈亮 1。閉環(huán)控制，不是三頭六臂，有針對性的，不能 完成額外的任務(wù)，達不到額外的目的。 保溫控制，是典型的閉環(huán)，維持60度。有些控制， 沒有維持某一溫度，也是閉環(huán)。 如：自動斷電的電熱水壺。 控制目的，100度燒開，不燒。也不想維持100 度。 控制器：金屬探針 閉環(huán)。 電飯堡，煮飯，閉環(huán)， 控制器：磁鋼 保溫，閉環(huán)。 控制器：雙金屬片 2與系統(tǒng)的范圍有關(guān)。 如：智能（紅綠燈）交通指揮系統(tǒng)如：智能（紅綠燈）交通指揮系統(tǒng) 如果，被控對象是紅綠燈，開環(huán)了。如果，被控對象是紅綠燈，開環(huán)了。 如果，被控對象是車輛，閉環(huán)如果，被控對象是車輛，閉環(huán)。 控制器控制器,就是一個小