4.3 控制系统框图-【新教材】2020-2021学年地质版（2019）高中通用技术必修《技术与设计2》课件

第三节控制系统框图 教材p111-p114 系统框图是系统设计方案的图形描述，它能清楚地表述控制系统的设计方案。如果想准确实施声控灯的设计方案，需画出声控灯控制系统框图。 一、控制系统框图的绘制方法 控制系统框图是一种常用的技术语言，是描述控制系统的重要方法之一，也是学习控制及其设计要掌握的一个重要内容。前面已经出现了两个控制系统的框图。怎样才能读好和画好框图呢?现在来研究绘制框图的方法和技巧。 (一）绘制框图的方法 (1)按下面的顺序确定系统的各个环节。 a为被控对象;b为执行器;c为控制器;d为反馈环节(对闭环控制系统而言,以下同)。 用方框和文字标识表示各环节。 确定被控量(输出量)、控制量、输入量、反馈量和偏差量。 (2）用带箭头的直线表示信息在系统中流动、传递的方向,并将各环节顺序连接起来。 (3)加上比较环节，用圆圈傲特别表示，构成闭环。 一般闭环控制系统的框图如图4-18所示。 图中标注的“输人”“输出”是专指系统的输人、输出。实际上,框图中的每个框(包括)也都有各自的输入与输出。如控制对象的输出，即系统的输出，也称系统被控量。控制对象的输入是什么?怎样产生的?从该框图可知，偏差信息传输给控制器后即产生控制信息，并传输给执行器，经过执行器的放大、变换后即产生控制执行（也称驱动)信息，称为系统控制量，作用于被控对象上。实际上，可将控制器与执行器合在一起，视为广义控制器。广义控制器的输出，即控制量，就是被控对象的输入。由此表明,闭环控制的实质就是偏差控制。 图中由两条虚线表示前向通道和反馈通道。闭环控制系统中的信息流分别沿着两个箭头方向流动着、传递着，构成闭环控制回路。闭环控制回路的存在，成为闭环控制与开环控制的本质区别。 图中系统的各组成环节、各信息量对于确定的控制系统来说，均可建立数学模型并进行定量计算、特性分析、控制优化设计。关于建模、计算、分析、控制设计等内容，待以后再进行专业学习，步入控制科学技术之殿堂。 讨论交流 图4-18是闭环控制系统的一般性描述，而图4-16是一个具体闭环控制系统(水箱水位自动控制系统）的特定性描述。这两幅图都是对闭环控制系统的描述。 试将图4-18与图4-16仔细对照,并讨论交流以下问题: (1)对比两图中各方框，说明图4-16中的连杆机构、阀门、水箱及浮子都分别对应图4-18中的哪个方框,并阐述它们在系统中的作用。