4.4 控制系统的设计与实施 课件-2021-2022学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》

四　控制系统的设计与实施 欣赏简单智能控制 任务一 探究控制系统的设计要素 一、系统设计的一般思路 1、明确控制的目的（控制的目的是什么?） 2、根据控制目的找被控对象（利于黑箱方法推断控制对象的特点） 3、根据控制对象的特点、控制精度等的要求选择开环还是闭环 4、控制量和被控量的选择 控制量应选可控制的量，并能抑制干扰因素（控制量远远大于干扰因素） 被控量是由检测装置测量的 5、考虑干扰因素，找到主要干扰 6、考虑选择系统所需要的控制器、执行器、检测装置 控制器：大脑、电脑、芯片、控制电路、微机控制、定时器、杠杆、、、 执行器：手、电动机、进水阀门、加热器、、、 检测装置：眼睛、浮球、热电偶、、、 7、画出必要的设计图纸 小结 二、控制系统的满足的基本条件 能控制目的、容易实现、尽量降低成本、减少对环境的负面影响 设定档位 电机、风扇、电热丝 热风 马上行动 运动会会旗自动升旗控制装置的设计 简单的设计分析： 1、控制目的：在规定的时间内会旗升到位 2、控制对象：会旗 3、执行器：电动机 4、控制量：电动机的转速 5、主要干扰因素 会旗 会旗升起 外界环境 学生自学方案B、C、D，并思考每个方案的优势是什么？那个更容易实现？有没有更好的方案？ 定时装置 电动机 设定时间 会旗 会旗升起 任务二 设计与实施雨水池水位控制系统 情景引入 当雨水收集池的水位升到溢水口时，发出声音报警；当雨水收集池的水位到达溢水口时，把水抽到高处的冲厕蓄水箱；当雨水收集池的水位降到水池高度的1/4时，停止抽水。 报警系统为开环，水位控制为闭环 闭环控制系统的设计： 1.一个闭环系统要想正常工作，首先必须是稳定的。如输出量发生偏离，系统通过动态调整使被控量回到平衡状态。 2.控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制在允许范围之内。 3.闭环控制系统应该有较好的抗干扰性能。 1、报警系统 采用数位传感器，当水位达到溢水口时，使电磁继电器闭合，电路接通，声光报警。当水位降到溢水口以下时，电磁继电器断开，声光报警取消。 工作方框图 控制系统 继电器 传感器检测到水位信号 警示灯、报警喇叭 声光报警 干扰因素 2、水位控制系统 水位控制系统采用水位传感器检测水位，当水位达到溢水口时，潜水泵启动，抽水