小专题专项复习考点17 控制及其设计分析 课件-2024届高三通用技术一轮苏教版（2019）必修《技术与设计2》

延迟福 考点17——控制及其设计分析 1 考试内容 考试要求 1.控制方式与手段 2.开环与闭环控制 3.干扰与反馈 4.控制系统设计与分析 B C C C 一、考点要求 二、考点梳理 1.控制的概念 控制是指人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展。 2.控制三要素： （1）控制达到的目的 （2）控制的对象是什么 （3）采取什么控制手段 3.控制类型 （1）人工控制：控制的过程是在人的直接干预或全程干预下进行的 （2）自动控制：无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地朝着期望的方向进行。 2.开环控制系统 （1）概念：开环是指控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。 （2）方框图 （3）基本组成 ①输入量：控制系统的给定量 ②控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件 ③执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件 ④控制量：执行器的输出信号 ⑤被控对象：控制系统中所要求控制的装置或生产过程。 ⑥输出量（被控量）：控制系统所要控制的量，也是控制系统的输出信号。 【开环控制系统基本组成的辨析】 组成部分 特征 控制器 能接受输入量，经过处理，传递命令给执行器，有判断决策能力，如控制中心、控制单元、PLC等 执行器 接受控制器的命令，直接控制被控对象，一般是一些动力机构，如电动机、电磁阀等 被控对象 一般为温度、位置、形态等发生变化的物体；一般地，被控量所处附近四周的环境（或物体）就是被控对象 输出量（被控量） 是一个可变化的物理参量（如温度、光照强弱、声音响度、水位、力的大小等），在题目中有可能表示为被控量 控制量 执行器的输出信号，不等于被控量（输出量） 典型案例 工作过程 定 时 类 定时浇水控制系统 宾馆自动叫醒服务系统 游泳池定时注水系统 红外线感应自动门控制系统 开关类 公交车自动门控制系统 报警类 窗户防盗报警系统 车辆超速报警系统 【开环控制系统典型案例】 【闭环控制系统的工作过程】 （1）概念 闭环是指系统的输出量返回到输入端，并对控制过程产生影响的控制系统。 （2）方框图 【基本组成】 （1）给定量：即输入量 （2）检测装置：测量出被控量并返回到系统的输入端 （3）比较器：将给定量与所检测的被控量进行比较，求出偏差值 （4）控制器：将比较器求出的偏差值进行运算处理，并向执行器下达控制指令 （5）执行器：根据指令对被控对象进行控制，从而使被控量稳定在给定的范围内 （6）被控量：即输出量 【反馈】 （1）概念：在自动控制系统中，将输出量通过检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程。 （2）作用：利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目 标运行。 【干扰因素】 （2）概念 在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素都可以视为干扰因素 （2）来源 有的干扰因素使环境造成的，如冬天使用电饭锅做饭比夏天更加费电； 有的干扰因素是认为造成的，如当电饭锅在保温状态下，频繁地打开锅盖并将冷的食物放入锅中等。 （3）数量 在控制系统中，干扰因素可能有一个，也可能有若干个 【开环闭环控制系统比较】 类别 控制精度 系统结构复杂程度 系统成本 适用场合 闭环控制系统 高 复杂 高 广泛 开环控制系统 低 简单 低 控制量的变化规律可以预知；可能出现的干扰可以抑制；被控量很难预测 【辨析开环与闭环控制系统】 类型 开环控制系统 闭环控制系统 方框图对比 不 同 点 组成 相对于开环控制系统，闭环控制系统增加了检测装置和比较器 特征 输出量仅受输入量控制 根据被控量与给定量的偏差控制系统的运行 信号传递 单向传递 双向循环传递 控制精度 较低，需人工控制辅助 较高，通过反馈客服干扰，使被控量控制在给定值附近 类型 开环控制系统 闭环控制系统 判 断 方 法 根据定义判断 输出量对控制系统的工作不产生影响的是开环，输出量影响控制系统工作状态的是闭环 根据反馈的有无判断 开环控制系统不存在反馈，闭环控制系统存在反馈 根据输入量输出量判断 闭环控制系统的输入量和输出量大多是同一类的量，即输出量、输入量能够比较 【辨析开环与闭环控制系统】 常考题型 内容 1.控制手段的判断（人工、自动） 类型 人 工控制 自动控制 含义 控制过程是在人的直接干预下或全程干预下进行的 在无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地朝着期望的方向进行 解题关键 关键看被控对象的控制过程是否在人的直接干预下且全程干预下进行的 【开环、闭环常考题总结】 常考题型