《控制系统的》PPT课件.ppt
第二节 控制系统的组成和描述,一、控制系统的组成,大脑,肢体,飞镖,期望值,落点,投掷飞镖的控制过程,一、控制系统的组成,大脑,肢体,自行车,期望值,行驶,方向,眼睛,骑自行车的控制过程,期望值（基准量）：道路的方向,比较器和控制器：大脑,执行器：肢体,被控对象：自行车（主要是指车头）,被控量：行驶方向,反馈环节：眼睛（包括神经传输系统）,一、控制系统的组成,大脑,肢体,飞镖,期望值,落点,大脑,肢体,自行车,期望值,行驶,方向,眼睛,投掷飞镖的控制过程,骑自行车的控制过程,比较：自行车在结构形式上多了一个将实际行驶方向反馈到输入端的反馈环节，即我们的眼睛。正是由于有了眼睛这个反馈环节，我们才可以使自行车始终行驶在正确的道路上。由于反馈环节的存在使上图在信号的流动上形成了如下图所示的闭合回路，这也是为什么我们常把带有反馈环节的控制系统称为闭环控制系统的原因。,输入,信号处理,输出,反馈环节,什么是控制系统,任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节的有机组合就构成了一个系统，称为控制系统。,讨论与分析,拿书时身体各部分的功能,发出命令的部分是,执行命令的部分是,控制的作用对象是,反馈环节是,头脑,手,书,眼睛,控制系统的基本架构,控制量：,被控对象：,被控量：,控制器：,控制命令（信号）的发出者，我们将这一部分成为系统的控制器,能对被控对象产生作用，从而使被控量发生变化的量,一般指被控制的设备或过程为对象。并对 被控量进行调整,控制系统都有确定的目的，这些目的就是被控量,大脑,肢体,自行车,期望值,行驶,方向,眼睛,骑自行车的控制过程,期望值（基准量）：道路的方向,比较器和控制器：大脑,执行器：肢体,被控对象：自行车（主要是指车头）,被控量：行驶方向,反馈环节：眼睛（包括神经传输系统）,大脑,肢体,飞镖,期望值,落点,投掷飞镖的控制过程,期望值（基准量）：,靶心,控制器：,大脑,执行器:,肢体,被控对象：,飞镖,被控量：,飞镖的落点,骑自行车和投掷飞镖的控制系统,案例分析,系统名称,控制器,被控量,被控对象,控制量,执行器,反馈环节,骑自行车,投掷飞镖,大脑,大脑,肢体动作,肢体动作,自行车,飞镖,自行车的行驶方向,飞镖的 落点,肢体,肢体,眼睛极其神经系统,讨论与分析,机械控制器,进水水量,进水开关,实际水位,给定水位,浮球,闭环,机械开关,电流电压,电风扇,工作时间,定时器转动角度（设定时间）,开环,电子控制 电路,电流电压,路灯,灯亮灭,环境光强,光敏传 感器,闭环,电子控制电路（温控器）,电流电压,压缩机,冷藏室相对 温度,设置温度,温度传 感器,闭环,大脑,力量,自行车（车头）,行驶方向,道路方向,眼睛及其神经系统,闭环,开环控制：不能将控制的结果反馈回来影响控制作用的系统。闭环控制：能将控制结果反馈回来与希望值进行比较，并根据它们的误差及时调整控制作用的系统，闭环控制都有反馈环节。,二、控制系统的框图表示,大脑,肢体,飞镖,期望值,落点,投掷飞镖的控制过程,控制器,执行器,被控对象,给定值,控制量,被控量,开环控制系统结构框图,大脑,肢体,自行车,期望值,行驶,方向,眼睛,骑自行车的控制过程,控制器,执行器,被控对象,反馈环节,给定值,比较器,控制量,被控量,闭环控制系统结构框图,小结：,一、控制系统的组成 1、控制系统 2、控制系统的组成框架二、控制系统的框架表示,1、无论春夏秋冬，在一般情况下人的体温总是保持在37左右，这是因为人的体温拥有一个高级温控系统。认的皮肤首先感受到外界降温情况，并将信息传输给大脑中枢，大脑中枢经判断，给有关的循环系统发出指令，循环系统根据指令加速供给热量或出汗，使体温保持了平衡。这是一个（）控制系统，在这一系统中，传感器是（），控制器是（），执行器是（）。,课堂练习,闭环,皮肤,大脑中枢,循环系统,2、太阳能是21世纪最有开发前景的新能源，下图是太阳能热水器的设计草图，请回答下列问题。,回水管,自来水,阀门,双控开关,淋浴头,（1）上图中的阀门不能省略，其原因是。（2）淋浴时，使用者可以通过手动流量冷热双控开关控制水温，此供水系统属于 控制系统（填“开环”或“闭环”）。,当使用自来水给太阳能供水时，供满后可以关闭此阀门,开环,3、学习技术与设计后，李明制作了方便小动物喝水的自动加水器（结构如图）。工作过程是当水龙头打开，水就流入碗内，碗内的水位逐渐升高，浸没到塑料管口时，没有空气进入密闭的铁桶，水龙头停止出水；当碗内的水位降低至塑料管口以下，空气从塑料管进入铁桶内，水又流出来，使碗内实际水位控制在管口位置。试分析其控制过程，完成下列问题：,（1）该控制系统是开环控制系统还是闭环控制系统？（2）该控制系统的执行器和输出量分别是什么？,铁桶,水龙头,搪瓷碗,硬塑料管,5,闭环控制系统,执行器：水龙头输出量：实际水位,（3）假设原来搪瓷碗内的水位控制在5厘米，现在需要把碗内水位控制在8厘米，请问可以采取什么方法？,硬塑料管截断（或提升）3厘米；铁桶抬高3厘米，搪瓷碗位置下降3厘米等,
