4.3 闭环控制系统的工作过程单元复习导学案-2024-2025学年苏教版（2019）高中通用技术必修二

闭环控制系统复习——导学案 【学习目标】 （1） 理解闭环控制系统的工作过程；检测装置和比较器的作用；控制方式：开环/闭环判断依据 （2） 传感器的含义以及常见类型；闭环控制系统框图的填空。 （3） 干扰因素在闭环控制系统的应用（选择题判断）。 （4）闭环控制系统组成，（选择题判断分析）。 【构】思维框架 【学】知识清单 闭环控制系统的工作过程 含义：系统输出量返回输入端，并对控制过程产生影响的控制系统。 方框图； 闭环工作过程分析： 检测装置将被控量返回到输入端，与输入量比较差值，从而使被控量稳定在给定的范围内。 反馈在控制系统的作用 含义：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。 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 含义: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。 干扰因素：有人为因素；环境因素；内部原因。 闭环与开环控制比较 闭环：控制精度高，系统复杂，成本高，抗干扰能力强。 开环：控制精度低，系统控制简单，成本低，外界干扰影响小。 →常见闭环控制系统案例 恒定输出类：温度控制系统、水位控制系统、湿度控制系统 动态跟踪类；风力发电机跟踪风向的控制系统、太阳能电池板自动追踪控制系统。 黑箱方法 含义：把将要研究的系统作为“黑箱”，通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法。 【点】考点突破 （1） 闭环控制系统方框图的填写方法 认真阅读分析题干，依次回答一下问题： ①系统的名称是什么（被控对象） ②系统的控制目的是什么（被控量或给定量） ③什么装置检测输出量（检测装置） ④系统如何根据偏差进行控制（控制器和执行器） （2） 开环控制与闭环控制的判断 （3） 干扰因素判断方式 典例1 某游泳池水位控制系统的控制过程为:水位传感器检测游泳池的实际水位，并将信号返回到输入端与设定水位进行比较,当实际水位低于设定水位时,控制器发出指令打开进水阀门;当实际水位达到设定水位时,控制器发出指令关闭进水阀门。下列说法中不正确的是 (　　) A.该控制方式是闭环控制 B.设定水位发生变化是干扰因素 C.被控对象是游泳池 D.执行器是进水阀门 典例2 如图所示是某杂粮自动定量包装系统示意图。系统工作过程如下：加料时，传感器获取称料斗中的料量信息，并传送给控制器，与设定料量比较，当称料斗中的实际料量达到设定料量时，进料阀关闭；接着，装料机构完成装袋，装有杂粮的包装袋由传送带送至封口机构，完成封口。下列关于称量控制子系统的方框图正确的是 (　　) 典例3 如图所示为滑台的运动系统示意图，由电机控制子系统和机械传动子系统组成。在电机控制子系统中，传感器检测电机的转动角度，并反馈到控制装置与设定值比较，控制装置根据差值发出运动信号，驱动器将运动信号转变成相应的电流驱动电机转动。在机械传动子系统中，电机带动丝杆转动，丝杆通过螺母驱动滑台移动。系统根据电机的转动角度和丝杆的螺纹间距计算出滑台移动的距离，从而实现对滑台位置的间接控制。电机控制子系统的执行器是 (　　) A.驱动器 B.控制装置 C.电机 D.丝杆 学科网（北京）股份有限公司 $$