控制手段及应用.ppt
四、控制的手段与应用,控制的手段与应用,控制系统的工作过程与方式,控制的应用,控制系统,南宋年间 畜力龙骨水车,案例1：木牛流马：,据研究：木牛和流马是汉代独轮手推车的两种改进设计，通过改进使人的负重有所减轻。木牛是一种轮子稍小一些的独轮手推车，载重大，前由人拉、后由人推，运行较慢；流马载重小，轮子稍大一些，由一人推，运行速度很快。诸葛亮所说“木牛流马”应是比喻它们运行的灵便程度和载重量的大小：木牛行动较笨而慢，像牛；流马行动敏捷而快，像马。不是说它们外形像牛像马。目的：帮助军队运送战略物资。,案例2 希罗自动门,希罗自动门的相关材料见教参P107。,摩登时代片断,事物的发展与变化具有多样性 例如，一棵树可能因为某种原因结不出果实，也可能 硕果累累，而且果实可以有大有小，或酸或甜。降落的雨水，可以用来灌溉农田，也可以 供人们冲洗物品，还可以发电，但也可能流入江河，甚至有可能引起洪涝灾害。,为什么要有控制？,指出下列事物发展与变化的多种可能性：鱼 塘 成熟的西瓜 流行性病毒,可能干涸，也可能溢出水来；其中的鱼可能多而肥，也可能少而瘦。,可能被人摘下吃掉；可能被榨汁做成饮料；还可能烂在西瓜地里面。,可能传染人群使人发病；可能被人体的抵抗力所战胜；还可能通过预防和综合治理而被控制。,事物发展的结果可能是人们预先期望的，也可能是与预期的目标不相符，甚至是不希望得到的。如果人们想达到某一特定的目的，就必须运用适当的手段来实现。,控制是根据自己的目的，通过一定的手段使事物沿着某一确定方向发展的行为和过程。,控制的涵义,1、控制的对象是什么,理解控制现象，需要明确：,2、控制要达到什么目的,3、采取什么控制手段,大禹治水,思考：大禹治水过程中，通过什么手段实现了什么样的目的？,洪水,安息洪波、大治水患,疏通河道，泄洪为主,音响,音量的调节,旋转音量按钮,喷雾器,给庄家治病,操作喷雾器的手柄,马上行动,控制的实现需要通过一定的手段。从控制过程中人工干预的情形来分，控制有人工控制和自动控制。,控制的分类,人工控制：控制过程是在人的直接干预和全程干预下进行的。,关/开 门,驾驶汽车,自动控制：指在无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行。,太阳能路灯,自动门,分析下列控制现象是自动控制还是人工控制:(1)摇动铲辘，提取井水；(2)用气筒给自行车的轮胎充气；(3)电梯的上下运行控制；(4)农用灌溉抽水机抽水的控制。,练习：,现代网络家电,请说说你所了解的人工控制和自动控制的事例。,马上行动,二、控制的应用,控制的应用自古就有，并在近代得到迅速发展，在社会生产生活的各个领域都有极其广泛的应用。,汽车自动装配生产线,工业生产,汽车油漆,农业生产,水 车,农田灌溉,电源,控制室,水泵,折射式微喷,射流式微喷,锤式微灌,农田灌溉,请同学们说说你在生活学习中所见到的应用控制的事例。,学校：学校的音乐铃声、多媒体教学系统、草地自动喷淋系统、行政楼的自动门等。家庭：冰箱、电饭煲、微波炉等。社会：交通信号灯、电子警察、电梯、程控电话交换机等、大型音乐喷泉。,机械控制：普通水龙头、浮子杠杆水位控制、电饭煲等。电子控制：电子计算器、家用电冰箱、自动门、汽车自动变速器的电子控制装置。气动控制：化工生产中常用的气动阀门、公交车车门开关控制。液压控制：建筑工地打桩机、修理汽车用的油压千斤顶。,练习：,1、控制的涵义（明确对象、目的、手段）2、手动控制和自动控制3、控制的应用。,小结：,二、控制系统的工作方式,灯的开关的控制 投影幕的升降的控制 电风扇风速的控制婴儿尿湿报警的控制,这些控制现象有什么共同特征？,控制举例,一个输入（开与关）对应一个输出（亮和灭）,电灯的的控制,电路、灯,“开与关”,灯“亮与灭”,输入,输出,电风扇的控制,电路、电机、扇叶,风速挡位,风速,输入,输出,控制系统的特征,电子门铃控制系统,控制系统,任何一种控制的实现，都要通过若干个环节共同实现，这些环节所涉及的装置就构成了一个系统控制系统。,马上行动,是,是,是,做饭指令（电信号）,启动指令（电信号）,人手的红外信号,锅内的温度,脱粒机脱粒的量,出水量,游泳池的注水控制系统,1.人工控制,2.定时器控制,定时器注水控制有什么缺陷？,3.？,游泳池的注水控制的改进,水位检测装置,控制器,游泳池的注水两种控制方式的比较,给定水位,开环控制系统,闭环控制系统,控制系统,根据其控制方式的不同，控制系统通常分为：开环控制系统(open loop control system)闭环控制系统(closed loop control system),开环控制系统,控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。,控制器,执行器,被控对象,输入量,输出量,控制量,开环控制系统,闭环控制系统,控制器,执行器,被控对象,给定值,被控量,干扰信号,把系统的输出量返回到输入并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。,自动门的动作过程是怎样的？当门口没有人时，门是关着的；当有人来门口时，门打开；当人离开门口后一段时间，门又关闭。自动门的功能和技术要求：功能：无人时，常关；有人时，开门。技术要求：当人距门1m时，门即打开；门打开后，延时10s后关门。,案例分析：自动门,电机,自动门,控制电路,门的开启或关闭,人体热辐射,转动,电机,控制电路,红外传感器,控制器,执行器,控制量,红外传感器,自动门如何实现开关的呢？,电机,自动门,控制电路,门的开启或关闭,人体热辐射,转动,自动门控制系统的方框图,开环控制系统：像这样信息只从输入端传递到输出端，没有信息反馈的控制系统，称为开环控制系统。,开环控制系统的方框图,自动门控制系统的方框图,开环控制系统案例分析,1.分析“希罗的自动门”的工作过程。2.画出“希罗的自动门”控制方框图。,提问：红外自动水龙头是开环控制还是闭环控制？,闭环控制系统与开环控制系统的比较,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用,根据自动门控制系统控制过程和原理，通过稍加改动，你还可以设计出应用其他方面的控制系统吗？请用方框图表示你的设计想法。,扩展思考,“婴儿尿湿报警器”控制系统是怎样工作的？如何用方框图表示？,根据婴儿尿湿报警器的控制原理，通过稍加改动，你还可以设计出应用在哪些方面的控制系统？请用方框图表示你的想法。与前面的“自动门”相结合，你又可以设计出一个怎样的控制系统？,对“婴儿尿湿报警器”分析与扩展思考,请设计制作一个可以控制玩偶动作的控制装置；你能否设计制作一个可不仅可以控制玩偶动作，甚于可能控制玩偶表情的控制装置；能否实现动作表情的自动控制。,开环控制系统制作体验,整体性,相关性,目的性,球队、巴尔扎克的雕像,厨房装修,自行车的发明,生病、看病过程,动态性,环境适应性,三、系统的特性,汽车的雨刷,
