5.3 闭环电子控制系统的设计和应用 课件-2022-2023学年高中通用技术苏教版（2019）选择性必修1《电子控制技术》

5.3闭环电子控制系统的设计和应用（2~3课时） 任务一 设计浴室热水温度自动控制系统 任务二 改进浴室热水温度自动控制系统 学习目标 1.能应用功能电路设计闭环电子控制系统，并进行安装、调试和改进。 2.通过对简单闭环电子控制系统的设计和应用，体验较为复杂的电子控制系统的构成和各部分的工作过程。 走进情境 学校正进行燃煤锅炉“煤改电”工程，孙军同学提议∶为学校浴室设计热水温度自动控制器。于是大家通过上网、翻阅图书资料、走访同学，总结出所在地区人体适宜的洗浴热水温度为37℃～40℃之间。接下来，需要设计一个热水温度自动控制系统，使同学们洗浴时的水温控制在上述温度范围内。 任务一 设计浴室热水温度自动控制系统 温度自动电子控制系统属于闭环电子控制系统。闭环电子控制系统也称反馈电子控制系统。在闭环电子控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差，从而实现自动控制。电冰箱、空调、恒温箱、智能洗衣机、水位监控设备等大都采用闭环电子控制系统。 案例分析：单一温度热水自动控制系统 设计要求∶ 1.设计一个电热供水的浴室热水温度自动控制系统。 2.要求温度控制在某一温度值（37℃~40℃范围内）。 设计分析∶ 1.根据设计要求，确定温度是被控量。 2.由于对水的温度控制严格地规定了某一温度值，所以必须使用闭环电子控制系统。通过对被控量的检测和反馈，以实现较高精度的温度控制。 3.按照闭环电子控制系统的方框图，确定预置温度值，选择控制（处理）电路的元器件、输出部件和检测温度的传感器，通过查找资料将各部分用接口电路连接起来，组成一个闭环电子温度控制系统。 4.分析系统受到的干扰因素，并考虑减少干扰影响的措施。 浴室热水温度控制器方框图 设计电路图 工作过程 当温度低于预设温度时，输出电压为高电平，VD点亮，晶体三极管VT导通，继电器触点J-1吸合，电热器通电，对水加热当温度超过预设温度时，输出电压为低电平，VD点亮，晶体三极管VT截止，继电器释放，触点J-1断开，电热器停止加热。 设定工作状态 （1）将R-放入盛水的烧杯中，并插入温度计，加入热水使水温达到40℃。 （2）调节R4，使电压U=U，此时，VD、VD均不发光。 任务二 改进浴室热水温度自动控制系统 任务一设计的热水温度自动控制系统由于只对单一温度进行温度