高二通用技術(shù) 控制系統(tǒng)的設(shè)置(1第課時(shí)).ppt_第1頁
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文檔簡介

1、第四單元 控制與設(shè)計(jì),普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 通用技術(shù) 必修2,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施 (第1課時(shí)),控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施,一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路,二、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例,引入:,如果要在馬桶內(nèi)安裝一個抽氣機(jī),將馬桶內(nèi)的氣體直接抽到水箱內(nèi)的水中,通過水的過濾,消除臭氣。這樣,由于馬桶內(nèi)的空氣流向發(fā)生變化,如廁時(shí)馬桶內(nèi)發(fā)出的聲音也可得到控制。,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施,一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路,系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)? 控制的對象? 被控對象的特性? 被控量和控制量? 外界的主要干擾因素? 怎樣的方案既達(dá)到目的、又經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)? 設(shè)備和元件?,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),實(shí)施控制

2、系統(tǒng)所需的設(shè)備、元件等,系統(tǒng)的成本分析,控制系統(tǒng)調(diào)試、運(yùn)行和評價(jià),控制系統(tǒng)的方案選擇,分析被控對象的主要特征,明確控制的目的,確定被控量、控制量,分析主要的干擾因素,。 。,1.設(shè)計(jì)一個控制系統(tǒng),是選擇開環(huán)控制還是閉環(huán)控制,應(yīng)根據(jù)對控制精度的要求以及條件的可行性而定。 2.在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中,被控對象的特性往往難以直接得到,通常是通過了解被控對象的輸入與輸出之間的關(guān)系來分析它的基本特性,從而確定控制器的運(yùn)算方式(暗箱方法)。 3.一個控制系統(tǒng)中可能存在若干個干擾因素,需要分析主次,找出對系統(tǒng)影響最大的干擾因素。,一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路,4.被控量與控制量的確定是控制方案的關(guān)鍵,對于簡單控

3、制系統(tǒng),需要控制的量往往被確定為被控量,控制量應(yīng)選擇可控的、對抑制干擾因素和保持系統(tǒng)穩(wěn)定又明顯作用的量。 5.執(zhí)行器、檢測器的選擇:一是要根據(jù)被控量和控制量的需求,二是要根據(jù)控制的條件進(jìn)行。,設(shè)計(jì)要求: 電吹風(fēng)能根據(jù)不同檔位輸出不同種類的風(fēng)。,案例分析1:電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)分析: 被控對象電吹風(fēng) 被控量風(fēng)的速度和溫度 控制量電機(jī)的電壓 干擾因素房間溫度、電源電壓的波動,工作過程:,電機(jī)、風(fēng)扇、電熱絲,設(shè)定電吹風(fēng)的檔位 (輸入),風(fēng)的速度和溫度 (輸出),設(shè)計(jì)要求: 控制輸出的風(fēng)速。,案例分析2:電風(fēng)扇風(fēng)速控制設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)分析: 1.電風(fēng)扇風(fēng)速控制這個系統(tǒng)要達(dá)到的目的是什么? 2.控制的對

4、象是什么?被控對象有哪些特性? 3.需要哪些零部件組成控制系統(tǒng)?被控量的控制量分別是什么? 4.外界的干擾因素是什么?影響的程度有多大? 5.怎樣做到經(jīng)濟(jì)實(shí)用?設(shè)計(jì)更安全? 6.該控制系統(tǒng)各部件的設(shè)計(jì)還與什么有關(guān)?,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施,案例分析3:抽水馬桶水位自動控制 設(shè)計(jì)要求: 當(dāng)水位達(dá)到某一指 定高度時(shí),進(jìn)水口停止 進(jìn)水。,設(shè)計(jì)要求:當(dāng)水位達(dá)到某一指定高度時(shí),進(jìn)水口停止進(jìn)水。 設(shè)計(jì)分析: 根據(jù)設(shè)計(jì)要求,選擇閉環(huán)控制系統(tǒng)。被控對象是抽水馬桶的水箱,被控量是抽水馬桶水箱水位的高度,控制量是進(jìn)水管的水流量,水箱水位的高度與進(jìn)水量之間呈線形關(guān)系,主要干擾因素是水箱的出水流量。,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)

5、施,方案構(gòu)思: 采用浮球作為水位高度的檢測裝置。當(dāng)水箱的水位低于水箱的某個高度時(shí),出現(xiàn)了水位差(給定的水位高度與實(shí)際水位高度之差),這個信號通過浮球、連桿機(jī)構(gòu)傳給進(jìn)水閥,使進(jìn)水閥打開,從而水箱進(jìn)水;當(dāng)水箱的水位達(dá)到水箱的某個高度時(shí),水位差為零,進(jìn)水閥關(guān)閉。,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施,控制過程: 轉(zhuǎn)動沖水旋鈕,使出水閥打開,水箱沖水。與此同時(shí),進(jìn)水閥打開,水箱進(jìn)水,直到指定水位時(shí),進(jìn)水閥關(guān)閉。,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施,給定水位,杠桿比較,進(jìn)水閥門,水箱,水位,浮球,+,-,控制過程方框圖:,設(shè)計(jì)要求: 抽氣機(jī)能根據(jù)不同的檔位(如電風(fēng)扇的風(fēng)速控制器)改變抽風(fēng)量的大小。,設(shè)計(jì): 馬桶內(nèi)抽氣控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)分

6、析: 抽氣機(jī)控制系統(tǒng)的的被控對象是抽氣機(jī)裝置,被控對象是抽氣量的大小,控制量是電機(jī)的電壓,干擾因素是電源電壓的波動。 抽氣機(jī)控制的工作過程:抽氣機(jī)是通過電動機(jī)帶動真空泵將氣體從馬桶內(nèi)抽到水箱之中的。,分組討論: 1.設(shè)計(jì)馬桶內(nèi)抽氣控制系統(tǒng)方案,畫出流程方框圖。 2.討論設(shè)計(jì)還存在哪些問題,如何改進(jìn)。,方案構(gòu)思: 設(shè)定抽氣機(jī)的擋位就設(shè)定了電動機(jī)電壓,接通電源后,電動機(jī)帶動真空泵,將馬桶內(nèi)的氣體抽到水箱中,輸出的就是預(yù)設(shè)定抽氣大小的量。,工作過程:,電機(jī),真空泵,電源(輸入),抽氣的量 (輸出),抽氣機(jī)的檔位,作業(yè): 馬桶內(nèi)抽氣裝置的模型制作。 1.確定了抽氣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案后,畫出必要的電氣線路圖。 2

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