内容正文:
第四章控制及其设计
教材p98-p104
控制无处不在,从管理到生产,从生活到学习,都离不开控制,如经济建设宏观调控《控制)、学校教学质量控制、航空航天飞行控制、冶炼钢铁过程控制、塑料大棚生态环境控制、智能家居系统控制等。学习一些控制技术,可以提升我们的思维品质,提高我们的学习和工作效率,对我们技术核心素养的养成乃至今后的成长与发展,都是十分必要的。
学前沙龙
观赏生态鱼缸控制系统的联想
课间,宏志科技小组和追梦科技小组的同学们一起来到教学楼的大厅观赏水族箱。只见水族箱里的光线柔和,水草映衬着漂亮的假山石,鱼儿在清澈透明的水中自由自在地游着,就像一幅美丽的山水画。
水族箱是怎样控制水温的?为什么水族箱能长期保持水质清澈?水族箱的光照是怎样自动控制的?一系列的问题引起了同学们丰富的联想。
宏志科技小组提出联想:什么是自动控制?自动控制装置(系统)是怎样组成的?怎样工作的?怎样做到控制系统设计与实现?
追梦科技小组提出联想:先进的高铁、歼-10战机、太空飞行器交会对接、嫦娥四号成功实施近月制动以及工农业生产与日常生活中的现代化控制系统,不都需要自动控制技术吗?
本次沙龙,同学们对学习控制及其设计的内容产生了浓厚的兴趣,一致表示;为实现中华民族伟大复兴的中国梦,我们要努力学好控制技术。
第一节什么是控制
问题思考
学校晚自习期间,经常有学生反映走廊里空无一人却灯火通明,同学们一致认为这种长明灯非常浪费电,那么,有没有一种能根据有无人员情况自动控制开关的灯呢?
一、控制实例
实例1蒸汽机车、磁浮列车的控制
蒸汽机车以不同的蒸汽进给量,使汽缸活塞以不同的速度与加速度做往复运动,再通过传动机构驱动车轮旋转,从而使列车获得不同速度与加速度的运动(图4-1)。
随着技术的进步与发展,内燃机车、电气机车先后问世。我国完全自主研发、自主制造、自主施工、自主管理的中低速磁浮列车“追风者”号已于2015年12月26日在长沙试验运行,速度可达100 km/h(图4-2)。磁浮列车具有极高的能量利用率,其控制的最基本要求就是要保证磁浮列车能够在一定程度的各种扰动作用下保持平衡稳定的悬浮,通过对悬浮高度进行良好控制来实现磁浮列车的稳定性、安全性和舒适性。
实例2鸡舍自动饮水器的控制
鸡舍内,使用普通给水槽存在的问题很多,如水槽易被鸡群踩翻,不能保证水槽内总有足够的水量。现代大型鸡舍内,多使用自