通用技术会考控制与设计专题复习

给定量
控制器
控制量
执行器
被控对象
被控量
检测装置
上图中，检测装置测量出被控量并返回到系统的输入端；
是比较器，它将所给量与所检测的被控量进行比较，求 出偏差值；控制器将这一偏差值进行运算处理，并向执行器 下达控制指令。执行器根据指令对被控对象进行控制，从而 使被控量稳定在一定范围内。
闭环控制系统的特征
执行器 控制量 被控对象 输出量
开环控制系统的特征：系统的输出量仅受输入量的 控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递。
对各环节的理解：
• 输入量：控制系统的给定量。 • 控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置
或元件。 • 执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件 • 控制量：执行器的输出信号。 • 被控对象：控制系统中所要控制的装置或生产过程。 • 输出量：控制系统所要控制的量。
➢干扰因素
控制系统中，除输入量（给定值）以外，引 起被控量变化的各种因素称为干扰因素。
设定的 飞行航道自行车行驶速度变化的风
干 环境 扰
因
素
的
产
生
原 因
人为
影响船只行驶的风浪
手机信号
干 利用
扰
因
素
的
处
理
削弱干扰
克服 消除干扰
提高控制系统的性能（利用反馈）
➢控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回 到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。
控制装置包括：传感器、控制器、执行器等环节。 对于闭环系统来说，还包括反馈环节与比较环节。
控制系统的输入与输出之间有一定的对应关系
开环控制系统
输入 传感器
有人否
控制器
电动机 (执行器）
门 （被控 对象）
输出 开/关
➢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。
输入量 控制器
【例2】下列关于控制系统工作过程的说法，正确的是( ) A．信息只能从输入端传至输出端 B．信息只能从输出端传至输入端 C．开环控制系统的信息只能从输入端传至输出端 D．闭环控制系统的信息只能从输出端传至输入端 答案：C （分析）本题考查控制系统的工作过程与方式。
控制系统在工作过程中，若从信息的传输过程分析归类．可以 把控制系统分成开环控制系统和闭环控制系统两类。开环控制 系统的结构和原理比较简单，信息只从输入端传至输出端，仅 有一条路径。它的缺点是控制的精确度不高。闭环控制系统的 结构和原理比较复杂，信息流经的路径有两条，一条是输入端 传至输出端，另一条是将输出端信息反传到输入端的比较环节。 它的优点是有较高的控制精度和较强的抗干扰性能。
控制的应用
控制的应用自古就有，并在近代得到了迅速发展，它 涉及到社会生活生产的各个领域。
4、控制系统（开环节控制系统和闭环控制系统）
一般的控制过程都有一个输入和输出。 任何一个控制的实现，都要通过若干环节，这些 环节，构成一个系统，我们称这为控制系统。简 单的控制系统由两个部分组成，即被被控对象和 控制装置。
在系统的输入量和输出量之间，还有一条从 输出量返回到输入端的反馈环节，它们形成了一 条闭合回路，反馈环节使得输出量的改变对控制 的过程产生直接影响。
电冰箱的温度控制系统
预
置 温 度
控制 电路
制冷量
电机-压 缩器组
电冰箱
箱 内 温
度
检测装置 （热敏电阻）
空调器温度控制系统方框图：
设定的 温度
比较器 控制电路
如人工纺纱、打开普通自来水龙头、 按键打开电灯、驾驶汽车等
➢ 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。
如数控机床、饮料自动装罐生产线、花房恒温 控制、十字路口红绿灯的转换等。
太
阳 能 路 灯
自 动 门
按照执行部件的不同，控制可分为机械控制、气 动控制、液压控制，电子控制等。
制冷量
制冷装置
空调房
空调测温装置
房内 实际 温度
总结：温度控制型控制系统特点
控制器是控制电路或控制温控装置 执行器是制冷或制热装置 控制对象是“容器” 检测器是检测温度改变的装置
有人说“开环控制系统都是人工控制系统” 自动控制系统都是闭环控制系统你认为这一说 法是否正确，试举例说明。
自动门、声控灯、声控门。
对应。请回答以下问题：
1、是开环控制系统还是闭环控制系统？
2、输入量和输出量分别是什么?
请画出控制方框图
音乐 信号
声电转 换装置 和电机
转速
水泵
喷头
水柱 高低
2、闭环控制系统
水箱水位 自动控制
给定水位
控制器
进水量 实际水位
阀门
水箱
浮球
2、闭环控制系统
把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响 的控制系统称为闭环控制系统。
声控灯的系统框图。
随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一种具体应用。其
工作过程是由 “声－电转换装置”将起伏的音乐强度转换为随之
而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐声
信号强，水泵的转速就快，喷头的压力就大，喷出的水柱就高。
反之，喷出的水柱就低。音乐信号的强弱与喷泉水柱的高低一一
给定值
+ -
控制器
执行器
干扰因素 被控对象
被控量
检测装置
1、影响水位控制的干扰 因素有哪些？
2、浮球起什么作用？
给定水位
控制器
阀门
浮球
干扰
实际水位
水箱
闭环控制系统与开环控制系统的比较
控制系统的设计
分析被控对象 的主要特征
明确控制的目的
确定被控量、控制量
控制系统的方 案选择
通用技术会考控制与设计专题复习
控制的含义
人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段 使事物向期望的目标发展，这就是控制。
控制的三要素
①控制的对象是什么？ ②控制要达到什么目的？ ③采取什么控制手段？
控制的手段
控制人工干预的情形
人工控制 自动控制
➢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。
机械控制 气动控制 液压控制 电子控制
【例1】普通家用调光台灯的灯光亮度控制属于( ) A．自动控制 B．电子控制 Ｃ．机械控制 D．气动控制
答案：B （分析） 本题考查“控制的手段与方法”。所谓 自动控制和手动控制是以控制过程中人工干预的不同情形 来区分的。家用调光台灯的灯光亮度的调整一般是用转动 开关旋钮来实现的，故属于手动控制。若按照控制系统执 行部件的不同来区分，控制又可分为机械控制、气动控制、 电子控制等，家用调光台灯灯光亮度的调整是通过改变电 子元件来实现的，故属于电子控制。