控制系統(tǒng)的基本組成與工作過(guò)程ppt課件

1、第二節(jié)第二節(jié) 控制系統(tǒng)的根本組成控制系統(tǒng)的根本組成 與任務(wù)過(guò)程與任務(wù)過(guò)程1什么是控制？什么是控制？ 人們根據(jù)本人的目的，經(jīng)過(guò)一定的手段，使事物沿著某一確定的方向開(kāi)展，就構(gòu)人們根據(jù)本人的目的，經(jīng)過(guò)一定的手段，使事物沿著某一確定的方向開(kāi)展，就構(gòu)成了控制。成了控制?；叵胫R(shí)2控制必備的三個(gè)條件：控制必備的三個(gè)條件：1、控制要到達(dá)什么目的；、控制要到達(dá)什么目的；2、控制的對(duì)象是什么；、控制的對(duì)象是什么；3、采取什么控制手段。、采取什么控制手段。目的目的對(duì)象對(duì)象手段手段 控制三要素控制三要素3按照控制方式分類(lèi)：按照控制方式分類(lèi)：1、人工控制：由人本身經(jīng)過(guò)判別和操作進(jìn)展控制稱(chēng)為人工控制。、人工控制：由人本

2、身經(jīng)過(guò)判別和操作進(jìn)展控制稱(chēng)為人工控制。如：手按遙控器、人開(kāi)燈和關(guān)燈等如：手按遙控器、人開(kāi)燈和關(guān)燈等2、自動(dòng)控制：指不需求人工操作，使機(jī)器、設(shè)備自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律任、自動(dòng)控制：指不需求人工操作，使機(jī)器、設(shè)備自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律任務(wù)稱(chēng)為自動(dòng)控制。務(wù)稱(chēng)為自動(dòng)控制。如：聲控電燈、全自動(dòng)洗衣機(jī)、無(wú)人駕駛飛機(jī)等如：聲控電燈、全自動(dòng)洗衣機(jī)、無(wú)人駕駛飛機(jī)等4按照?qǐng)?zhí)行部件的不同，控制分為：按照?qǐng)?zhí)行部件的不同，控制分為：機(jī)械控制、氣動(dòng)控制、液壓控制、電子控制等機(jī)械控制、氣動(dòng)控制、液壓控制、電子控制等. 對(duì)于自動(dòng)控制按控制方式分為：對(duì)于自動(dòng)控制按控制方式分為：開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合控制。開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合

3、控制。5控制系統(tǒng)的根本組成控制系統(tǒng)的根本組成簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)由兩部分組成：簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)由兩部分組成：1、被控對(duì)象、被控對(duì)象2、控制安裝包括：傳感器、控制器、執(zhí)行器等、控制安裝包括：傳感器、控制器、執(zhí)行器等6傳感器傳感器 傳感器是一種檢測(cè)安裝，能感遭到被丈量的信息，并能將檢測(cè)感遭到的信息，按傳感器是一種檢測(cè)安裝，能感遭到被丈量的信息，并能將檢測(cè)感遭到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需方式的信息輸出，以滿(mǎn)足信息的傳輸、處置、一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需方式的信息輸出，以滿(mǎn)足信息的傳輸、處置、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求

4、。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。 7典型控制系統(tǒng)案例分析8【案例分析】自動(dòng)門(mén)的控制系統(tǒng)：【案例分析】自動(dòng)門(mén)的控制系統(tǒng)： 系統(tǒng)組成：傳感器、控制器、執(zhí)行器電動(dòng)機(jī)、被控對(duì)象門(mén)。系統(tǒng)組成：傳感器、控制器、執(zhí)行器電動(dòng)機(jī)、被控對(duì)象門(mén)。 任務(wù)過(guò)程： 當(dāng)有人到達(dá)門(mén)前某一間隔時(shí)，傳感器感知，發(fā)出“有人的信號(hào)，控制器接到傳感器傳來(lái)的信號(hào)后，經(jīng)變換放大后傳給執(zhí)行器電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)根據(jù)傳來(lái)的開(kāi)門(mén)信號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)，門(mén)被控對(duì)象被翻開(kāi)，控制器堅(jiān)持開(kāi)門(mén)信號(hào)延時(shí)設(shè)定的時(shí)間后，自動(dòng)發(fā)出關(guān)門(mén)信號(hào)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，門(mén)重新封鎖。與人類(lèi)比，傳感器相當(dāng)于眼睛，判別有沒(méi)有人要經(jīng)過(guò)；控制器相當(dāng)于人腦，根據(jù)眼睛傳來(lái)的信號(hào)下達(dá)指令；執(zhí)行器相當(dāng)于人手，

5、把門(mén)翻開(kāi)。 9自動(dòng)門(mén)的動(dòng)作過(guò)程n當(dāng)門(mén)口沒(méi)有人時(shí)，門(mén)是關(guān)著的；當(dāng)門(mén)口沒(méi)有人時(shí)，門(mén)是關(guān)著的；n當(dāng)有人來(lái)到門(mén)口時(shí)，門(mén)自動(dòng)翻開(kāi)；當(dāng)有人來(lái)到門(mén)口時(shí)，門(mén)自動(dòng)翻開(kāi)；n當(dāng)人分開(kāi)門(mén)口后一段時(shí)間，門(mén)又自動(dòng)封鎖。當(dāng)人分開(kāi)門(mén)口后一段時(shí)間，門(mén)又自動(dòng)封鎖。n提問(wèn)：當(dāng)人站在門(mén)口不動(dòng)，大門(mén)會(huì)怎樣？提問(wèn)：當(dāng)人站在門(mén)口不動(dòng)，大門(mén)會(huì)怎樣？10門(mén)的開(kāi)啟人工控制框圖門(mén)的開(kāi)啟人工控制框圖大腦大腦手手眼睛眼睛輸入輸入門(mén)門(mén)輸出輸出被控對(duì)象被控對(duì)象控制安裝控制安裝11自動(dòng)門(mén)的控制過(guò)程自動(dòng)門(mén)的控制過(guò)程輸入輸入紅外安裝檢測(cè)到人紅外安裝檢測(cè)到人體熱輻射發(fā)出的信體熱輻射發(fā)出的信號(hào)號(hào)控制電路控制電路電機(jī)電機(jī)門(mén)門(mén)門(mén)的開(kāi)啟門(mén)的開(kāi)啟或封鎖或封鎖傳感器傳感器控

6、制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對(duì)象被控對(duì)象輸出輸出控制安裝控制安裝被控對(duì)象被控對(duì)象12人工控制與自動(dòng)控制的區(qū)別人工控制與自動(dòng)控制的區(qū)別輸入：開(kāi)輸入：開(kāi)/關(guān)關(guān)眼睛眼睛傳感器傳感器控制器控制器電機(jī)電機(jī)大腦大腦手手門(mén)門(mén)門(mén)門(mén)人工控制自動(dòng)控制傳感器傳感器控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器門(mén)門(mén)門(mén)門(mén)被控對(duì)象被控對(duì)象132 2、水箱水位控制、水箱水位控制以抽水馬桶水箱為例典型控制系統(tǒng)案例分析14水箱水位控制自動(dòng)控制15水箱水位控制人工控制16人工控制水箱水位框圖給定水位給定水位輸入輸入大腦判別大腦判別手手閥門(mén)閥門(mén)水箱水箱輸出輸出實(shí)踐水位實(shí)踐水位眼睛眼睛反響反響比較環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié)17水箱水位控制自動(dòng)控制18自動(dòng)控制水箱水位框圖

7、給定水位給定水位輸入輸入水位差水位差連桿連桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)水箱水箱輸出輸出實(shí)踐水位實(shí)踐水位浮子浮子反響反響閥門(mén)閥門(mén)開(kāi)度開(kāi)度水位差水位差信號(hào)信號(hào)實(shí)踐水位實(shí)踐水位即輸出量即輸出量閥門(mén)開(kāi)度閥門(mén)開(kāi)度控制量控制量19n反響：將輸出信息反傳給比較環(huán)節(jié)的做反響：將輸出信息反傳給比較環(huán)節(jié)的做n 法，稱(chēng)之為反響。法，稱(chēng)之為反響。n負(fù)反響：反響信息與原信息起相反的作用，使總輸入量減小。目的偏離減小。負(fù)反響：反響信息與原信息起相反的作用，使總輸入量減小。目的偏離減小。n正反響：反響信息與原信息起一樣的作用，使總輸入量增大。目的偏離添加。正反響：反響信息與原信息起一樣的作用，使總輸入量增大。目的偏離添加。20兩種控制方式對(duì)

8、比 環(huán)環(huán) 節(jié)節(jié)方式方式傳感器傳感器控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對(duì)象被控對(duì)象人工控制人工控制 人眼人眼人腦與手人腦與手 閥門(mén)閥門(mén)水箱水箱自動(dòng)控制自動(dòng)控制 浮子浮子連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu) 閥門(mén)閥門(mén)水箱水箱21兩種自動(dòng)控制的比較傳感器傳感器輸入輸入有人否有人否控制器控制器電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)執(zhí)行器執(zhí)行器門(mén)門(mén)被控對(duì)象被控對(duì)象輸出輸出開(kāi)開(kāi)/關(guān)關(guān)給定水位給定水位輸入輸入水位差水位差連桿連桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)水箱水箱輸出輸出實(shí)踐水位實(shí)踐水位浮子浮子反響反響閥門(mén)閥門(mén)開(kāi)度開(kāi)度開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)：閉環(huán)控制系統(tǒng)：22開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)n控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響；n系統(tǒng)的輸出量直接受輸入量的控制；n信號(hào)或信息的傳送是單向

9、的，總是從輸入 端單向傳至輸出端；n4無(wú)反響環(huán)節(jié)。23閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)1信息途徑兩條：一條自輸入端傳至輸出端，另一條是輸出端信息經(jīng)反響環(huán)節(jié)前往到輸信息途徑兩條：一條自輸入端傳至輸出端，另一條是輸出端信息經(jīng)反響環(huán)節(jié)前往到輸入端的比較環(huán)節(jié)，構(gòu)成一個(gè)閉合的環(huán)路；入端的比較環(huán)節(jié)，構(gòu)成一個(gè)閉合的環(huán)路；2有檢測(cè)安裝。有反響，反響影響控制。能將控制的結(jié)果反響回來(lái)與希望值進(jìn)展比較，有檢測(cè)安裝。有反響，反響影響控制。能將控制的結(jié)果反響回來(lái)與希望值進(jìn)展比較，并根據(jù)誤差及時(shí)調(diào)整控制造用并根據(jù)誤差及時(shí)調(diào)整控制造用24A.拔動(dòng)教室電燈開(kāi)關(guān)，燈的亮與不亮與手動(dòng)有關(guān)。拔動(dòng)教室電燈開(kāi)關(guān)，燈的亮與不亮與手動(dòng)有關(guān)。B.聲光感應(yīng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)有聲音時(shí)燈亮。聲光感應(yīng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)有聲音時(shí)燈亮。C.紅外感應(yīng)出水龍頭，手接近水龍頭出水，分開(kāi)那么不出水。紅外感應(yīng)出水龍頭，手接近水龍頭出水，分開(kāi)那么不出水。D.賓館自動(dòng)門(mén)，當(dāng)有人進(jìn)入，門(mén)自動(dòng)翻開(kāi)。賓館自動(dòng)門(mén)，當(dāng)有人進(jìn)入，門(mén)自動(dòng)翻開(kāi)。E.當(dāng)手接近自動(dòng)烘手機(jī)時(shí)，機(jī)器啟動(dòng)；當(dāng)手分開(kāi)時(shí)，機(jī)器封鎖。當(dāng)手接近自動(dòng)烘手機(jī)時(shí)，機(jī)器啟動(dòng)；當(dāng)手分開(kāi)時(shí)，機(jī)器封鎖。日常生活中的控制：日常生活中的控制：歸納、籠統(tǒng)以上活動(dòng)的特征 : 一個(gè)輸入信號(hào)如手拔開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)著一個(gè)輸出信號(hào)如燈亮