控制系統(tǒng)的基本組成與工作過程PPT課件

1、.,1,第四章 控制與設(shè)計(jì),第二節(jié) 控制系統(tǒng)的基本組成 與工作過程,.,2,什么是控制？,人們根據(jù)自己的目的，通過一定的手段，使事物沿著某一確定的方向發(fā)展，就形成了控制。,回顧知識(shí),手段：控制技術(shù),.,3,控制必備的三個(gè)條件：,1、控制要達(dá)到什么目的； 2、控制的對(duì)象是什么； 3、采取什么控制手段。,目的對(duì)象手段 控制三要素,.,4,按照控制方式分類：,1、人工控制：由人本身通過判斷和操作進(jìn)行控制稱為人工控制。 如：手按遙控器、人開燈和關(guān)燈等 2、自動(dòng)控制：指不需要人工操作，使機(jī)器、設(shè)備自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律工作稱為自動(dòng)控制。,如：聲控電燈、全自動(dòng)洗衣機(jī)、無人駕駛飛機(jī)等,.,5,按照?qǐng)?zhí)行部件的不

2、同，控制分為：,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：,開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合控制。,.,6,控制系統(tǒng)的基本組成,簡單的控制系統(tǒng)由兩部分組成： 1、被控對(duì)象 2、控制裝置（包括：傳感器、控制器、執(zhí)行器等）,.,7,傳感器,傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。,.,8,典型控制系統(tǒng)案例分析,1、自動(dòng)門,.,9,【案例分析】自動(dòng)門的控制系統(tǒng)：,系統(tǒng)組成：傳感器、控制器、執(zhí)行器（電動(dòng)機(jī)）、被控

3、對(duì)象（門）。,工作過程： 當(dāng)有人到達(dá)門前某一距離時(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)傳來的開門信號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)，門（被控對(duì)象）被打開，控制器保持開門信號(hào)延時(shí)設(shè)定的時(shí)間后，自動(dòng)發(fā)出關(guān)門信號(hào)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，門重新關(guān)閉。與人類比，傳感器相當(dāng)于眼睛，判斷有沒有人要通過；控制器相當(dāng)于人腦，根據(jù)眼睛傳來的信號(hào)下達(dá)指令；執(zhí)行器相當(dāng)于人手，把門打開。,.,10,自動(dòng)門的動(dòng)作過程,當(dāng)門口沒有人時(shí)，門是關(guān)著的； 當(dāng)有人來到門口時(shí)，門自動(dòng)打開； 當(dāng)人離開門口后一段時(shí)間，門又自動(dòng)關(guān)閉。 提問：當(dāng)人站在門口不動(dòng)，大門會(huì)怎樣？,.,11,門的開啟人工控制框圖

4、,.,12,自動(dòng)門的控制過程,控制裝置,被控對(duì)象,.,13,人工控制與自動(dòng)控制的區(qū)別,輸入：開/關(guān),.,14,2、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,.,15,水箱水位控制自動(dòng)控制,.,16,水箱水位控制人工控制,系統(tǒng)組成：水箱（包括水箱內(nèi)的水）、進(jìn)水閥門、人 工作過程：當(dāng)水面低于設(shè)定水位時(shí)，人打開閥門放水入水箱，人眼監(jiān)視水面高度；當(dāng)水面達(dá)到設(shè)定的水位時(shí)，人關(guān)閉閥門。,.,17,人工控制水箱水位框圖,.,18,水箱水位控制自動(dòng)控制,系統(tǒng)組成：水箱（包括水箱里的水）、閥門、連桿機(jī)構(gòu)、浮子（俗稱水漂） 工作過程： 1、當(dāng)水面低于設(shè)定水位時(shí)，浮子下落，閥門打開，進(jìn)水； 2、浮子監(jiān)

5、測水面高度，并隨著水面升高而浮生； 3、當(dāng)水面達(dá)到設(shè)定的水位時(shí)，浮子傳感，通過連桿機(jī)構(gòu)，將閥門關(guān)閉。,.,19,自動(dòng)控制水箱水位框圖,水位差信號(hào) 實(shí)際水位即輸出量 閥門開度控制量,.,20,反饋：將輸出信息反傳給比較環(huán)節(jié)的做 法，稱之為反饋。 負(fù)反饋：反饋信息與原信息起相反的作用，使總輸入量減小。目標(biāo)偏離減小。（） 正反饋：反饋信息與原信息起相同的作用，使總輸入量增大。目標(biāo)偏離增加。,.,21,兩種控制方式對(duì)比,.,22,兩種自動(dòng)控制的比較,開環(huán)控制系統(tǒng)：,閉環(huán)控制系統(tǒng)：,.,23,開環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn),（）控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響； （）系統(tǒng)的輸出量直接受輸入量的控制； （）信號(hào)（或信

6、息）的傳遞是單向的，總是從輸入 端單向傳至輸出端； （4）無反饋環(huán)節(jié)。,.,24,閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn),（1）信息路徑兩條：一條自輸入端傳至輸出端，另一條是輸出端信息經(jīng)反饋環(huán)節(jié)返回到輸入端的比較環(huán)節(jié)，形成一個(gè)閉合的環(huán)路； （2）有檢測裝置。有反饋，反饋影響控制。能將控制的結(jié)果反饋回來與希望值進(jìn)行比較，并根據(jù)誤差及時(shí)調(diào)整控制作用,.,25,A.拔動(dòng)教室電燈開關(guān)，燈的亮與不亮與手動(dòng)有關(guān)。 B.聲光感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)有聲音時(shí)燈亮。 C.紅外感應(yīng)出水龍頭，手靠近水龍頭出水，離開則不出水。 D.賓館自動(dòng)門，當(dāng)有人進(jìn)入，門自動(dòng)打開。 E.當(dāng)手靠近自動(dòng)烘手機(jī)時(shí)，機(jī)器啟動(dòng)；當(dāng)手離開時(shí)，機(jī)器關(guān)閉。,日常生活中的控制：,歸納、抽象以上活動(dòng)的特征 :,一個(gè)輸入信號(hào)（如手拔開關(guān)）對(duì)應(yīng)著一個(gè)輸出信號(hào)（如燈亮或不亮）。,.,26,控制系統(tǒng)的輸入輸出之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。,一般的控制過程都有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出。,任何