控制系统的基本组成

作者:黄金赌城 发布时间:2021-01-30 00:44

  控制系统的基本组成_电脑基础知识_IT/计算机_专业资料。第四章 控制与设计 第二节 控制系统的基本组成与工作过程 回顾复习 1.控制的含义 2.控制的分类 3.开环和闭环控制系 统 第二节 控制系统的组成与描述 学习目标 1.理解控制系统的概念和组

  第四章 控制与设计 第二节 控制系统的基本组成与工作过程 回顾复习 1.控制的含义 2.控制的分类 3.开环和闭环控制系 统 第二节 控制系统的组成与描述 学习目标 1.理解控制系统的概念和组成; 2.熟悉简单控制系统的工作过程; 3.分析典型案例,熟悉简单的开环 控制系统的基本组成和简单的工作 过程。 什么是控制系统? 1、控制系统: 任何一种控制的实现,都要通过若干个 环节,这些环节就构成了一个控制系统。 控制系统一般都有“输入环节”+“控制环 节”+“执行环节”“输出环节”。 2、组成: 传感器、控制器、执行器、被控对象。 画出控制系统方框图: 脚踩的力 (输入) 脚蹬、曲柄、链轮、 中轴、链条、飞轮 自行车传动控制系统: 自行车行驶 的速度 (输出) 电风扇风速 的档位 (输入) 电机、 扇叶 风速 (输出) 电风扇的风速控制系统 控制系统 归纳共同点,并尝试使用方框图来表示上述控制 系统 输入量 控制系统 输出量 控制系统的输入与输出之间有一定的对应关系。 马上行动 普通 电灯 是否属于 控制系统 是 输入 输出 接通电 电灯的照 源的电 明亮度 信号 控制系统的组成 开关、灯泡、灯 座、导线、电源 亮度可 是 调灯 接通电 源的电 信号 电灯的照 明亮度 可调电阻开关、灯 泡、灯座、导线、 电源 楼道里 是 的自动 声控灯 接通电源 电灯的照 的电信号 明亮度 声传感器开关、 灯泡、灯座、导 线、电源 游戏:画鼻子 要求: 选手闭上眼睛, 试着给图片画 上鼻子。 设定值 G(S) 开环系统 输出值 设定值 G(S) 输出值 H(S) 闭环反馈系统 控制系统的分类 开环控制系统 控 (open loop control system) 制 系 统 闭环控制系统 (closed loop control system) 画的位置 眼睛 大脑 关节、肌肉 手 手的位置 眼睛 人的反馈控制系统 开环控制系统 1、定义:控制系统的输出量不对系统的控制产生 任何影响。如:自动声光控灯,自动门、自动烘手机、定 时红绿灯等。 2、特征:系统的输出量仅受输入量控制,输入 量到输出量之间的信号是单向传递。 3、开环控制的一般系统框图 输入 传感器 控制器 执行器 输出 被控对象 思考:厕所节水器工作原理 厕所节水器由红外线热敏探测器、微电脑 程控器、低压直流电磁阀组成,它的工作原理 是通过红外线人体感应来完成工作的,当有人 在探测器前活动,探测器立即红色灯光闪烁, 表示已经感应到人,同时探测器将感应信号传 送给微电脑程控器,由控制器控制电磁阀打开 放水,注水时间可以自由调节。来人放水,无 人停水,特别适用于学校、机关、商场、工厂 等单位的沟槽式厕所,节水效率高,安全省电。 人体红外线%识别,可以识别不同颜 色、不同材质的物体(衣物),漏冲率为零。 红外线探测器 在红外线探测器中,热电元件检 测人体的存在或移动,并把热电 元件的输出信号转换成电压信号。 然后,对电压信号进行波形分析。 红外线探测器 这种探测器是以探测人体辐射为目 标的。所以辐射敏感元件对波长为 10μm左右的红外辐射必须非常敏感。 为了对人体的红外辐射敏感,在 它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲尼 尔滤光片,使环境的干扰受到明显的 控制作用。 输入信号 对输入信 号进行处理 并发出控制 命令的装置 直接对被 所要 控对象进行 执行器的 求控制 控制的装置 输出信号 的装置 输出信号 . 输入量 控制器 执行器 控制量被控对象 输出量 开环控制系统方框 图 开环系统的重要说明 1.输出量≠控制量,输出量=被控量; 2.设定量=输入量; 3.控制量:一般是影响被控量变化的因素; 4.控制器:具有决策能力的装置,至少是一个“二选 一”的判断装置(如果不能回答,则此部分写控制器); 5.控制对象:取决于控制目标,往往是实际空间物; 6.执行器:实施控制决策的装置(输入是信息,输出 往往是实际一个动作或物理量,如门转动角度); 希罗的自动门 公元1世纪,希腊人希罗建造的自动打开庙门 的装置是最早利用气压和液压为动力的自动门。 自动门的动作过程是:当门口没有人 时,门是关着的;当有人来到门口时, 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有: 功能: (1)无人时,常关; (2)有人时,开门。 技术要求: (1)当人距门1m时,门即打开。 (2)门打开后,延时10s后关门。 系统组成:门、电动机、控制器、传 感器。 工作过程 (1)当有人到达门前某一距离时,传感器感知,并发出 “有人”的信号 (2)控制器接到传感器传来的信号后,经变换放大后传给 电动机(这里的电动机叫做执行器,也称为驱动器); (3)电动机根据传来的开门信号转动,门被打开(这里的 门叫做被控制对象,也称为控制对象,简称对象) (4)控制器保持开门信号延迟后,自动发出关门信号,电 动机反转,门重新关闭。 系统组成与工作过程如图: 对“自动门”的扩展探究三例: ①门的重量不同,对系统的哪个部分有不同的要求? ②自动门前跑过一条狗,自动门会不会打开? ③自动门前开过一辆汽车,自动门会不会打开? ④当人一直站在门口时,自动门会怎样动作?为什么? 微波传感器 自动门传感器分为微波传感器和红 外传感器。 微波感应器是基于一独特的微波传 输技术,其超薄的天线能实现多种 频谱。微波传感器应用Doppler (多普勒)雷达定理传送低功率微 波并接收物体反射回的能量。若物 体的运动被自动门传感器检测到, 其反射微波频率与传送频率产生偏 移,从而在输出端产生一低频电压。 多普勒原理 多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位,测 速,测距等工作的雷达。所谓多普勒效应就是, 当声音,光


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