元控制与设计(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四单元 控制与设计,1,自动门,干手器,水龙头,重锤,减压阀,常见控制现象,2,热水机 和 热水壶,3,4,重锤,普通压力锅、电压力锅,5,干手器,自动水龙头,6,燃气减压阀,7,8,9,自动门,10,人工（手动）控制和自动控制,声控灯,手拨动开关,触摸开关,人体感应开关,光控开关,声控开关,控制过程在人的,直接和全程,干预下进行！,分析,开灯的多种形式：,在无人,直接,参与的情况下，使事物变化准确地按照期望的方向进行。,11,太阳能路灯,12,拨动风扇开关，风扇转动。,用摇控器设定空调温度，空调机开始工作。,闹钟设定时间后准时发出声音。,下列控制哪些属于手动控制？,13,按人工干预的,情形分类？,按执行部件,分类？,按有无反馈,分类？,控制系统的分类：,电子,控制,机械,控制,气动控制,液压控制,手动控制,自动控制,开环,控制,闭环,控制,14,控制,量,输入,量,输出,量,控,制,器,执,行,器,被控,对象,开环控制系统,控制系统的,输出量,不对系统的控制产生任何影响。,开关,控制,电路,触发,信号,开关,人,（大脑和手）,15,控制器：,执行器：,被控对象：,输入量：,输出量：,控制量：,控制系统所要求控制的装置,?,实施,决策的装置,作出,决策的装置,16,闭环控制系统,即：,反馈！,控制量,控制,器,执行,器,被控,对象,设,定,量,被,控,量,检测装置,系统的,输出量,返回到输入端并对控制过程产生影响,17,控制器：,执行器：,被控对象：,检测装置（传感器）：,输入量（设定量）：,输出量（被控量）：,控制量：,提供,决策依据的装置,控制系统所要求控制的装置,?,实施,决策的装置,作出,决策的装置,18,游泳池,定时器,进水,阀门,水位高度,水位检测装置！？,游泳池水位控制系统：,设定进水时间,进水,阀门,水位,高度,定,时,器,游,泳,池,水流,量,缺陷是什么？,如何解决？,19,设定进水时间,进水,阀门,水位,高度,定,时,器,游,泳,池,水流量,游泳池注水的,开环,控制系统方框图：,游泳池注水的,闭环,控制系统方框图：,进水,阀门,游,泳,池,水流量,水位,高度,定,时,器,比较器,检测装置,设定水位,控,制,器,20,21,22,23,24,25,26,27,28,水箱液位控制系统：,控制量,控制,器,执行,器,被控,对象,检测装置,设,定,量,被,控,量,29,30,31,限压阀,（重锤）,安全阀,32,13下面两图分别是瓦特蒸汽机的工作原理图和蒸汽供给控制原理图。在如下图所示，,套筒,与,飞球,连在一起，当蒸汽机的转速较高时，飞球离心力增大，套筒向上移动，阀门通孔截面积减少，蒸汽流速降低，蒸汽机汽缸内压力减少使其转速下降。请画出蒸汽机转速自动控制系统方框图。,33,34,蒸汽机转速自动控制系统,35,36,减压阀气压自动控制系统,37,10.家用燃气减压阀的燃气气压控制系统：,38,39,40,设定,状态,（,）,ESP电路,执行器,（,）,（,）,前后轮胎,（,）,实际,状态,控制量,（,）,检测装置,（,）,15ESP(车身稳定控制系统)作为车辆的辅助控制系统，它可以对因猛打方向盘或者路面湿滑而引起的侧滑现象进行控制。当侧滑传感器检测出车辆侧滑时，电子系统通过制动系统自动对各车轮的制动。,41,左图是前轮侧滑的控制：对各车轮轮胎进行适当制动，使车朝向内侧。同时控制发动机出力，使车辆不会冲出车道。,42,右图是后轮侧滑的控制：主要对前轮外侧的轮胎进行制动，使车朝向外侧。同时控制发动机出力，使车身保持稳定。,43,44,17.小黄家住市区中某一小区，小区一到下雨天，就汪洋一片，给人们出行带来极大的不便；可在大晴天，园林工人要顶着烈日酷暑给花草树木，汗流浃背。于是小黄突发奇想，能不能设计一个自动控制系统，雨天时自动收集雨水，解决积水问题，大晴天时能自动喷灌浇花。一举两得。请你来协助小黄完成此设计，并回答以下问题。,45,在控制系统中，除输入量以外，引起被控量（即,输出量,）变化的各种因素称为,。,什么是干扰因素？,干扰因素的特点？,控制系统中的干扰因素：,来自系统,外部,的因素,作用在被控对象上，造成,输出量,变化,可以,克服干扰，但不能消除,可以,利用,的,例,1,、,2,46,开电冰箱门；,房间温度从,20,升到,32,；,把热菜或热饭放入电冰箱中；,旋转温控器，使控制温度降低些,温控器失灵。,方法一：开环,闭环,如何,克服,干扰？,什么因素会影响,冰箱内的温度,？,使用者,如何克服？,设计者,如何克服？,方法二：增加,隔热效果,47,设定温度,实际温度,温控器,压缩机,放冷气,冷藏或,冷冻室,温度检测装置,为什么把冰箱内的温度控制设计成,闭环,控制？,为什么把,游泳池的水位控制,设计成,闭环,控制？,48,游泳池,定时器,进水,阀门,水位高度,设定进水时间,进水,阀门,水位,高度,定,时,器,游,泳,池,水流,量,进水,阀门,游,泳,池,水流量,实际,水位,定,时,器,比较器,检测装置,设定水位,控,制,器,49,指出：“水箱水位控制系统”中的干扰因素？,出水口放水？,水蒸发？,进水管水压增大？,浮球向右调节？,浮球破了？,塞子有损？,找出,输出量,变化的因素！,50,功能模拟方法？,模型,原型,模拟,功能？行为？,结构？,用“模型”模拟“原形”的,功能,和,行为,的方法。,例,51,加热炉温度控制示意图：（,自动,）,52,加热炉温度控制示意图：（,手动,）,53,控制器,检测装置,执行器,54,黑箱方法？,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叫,。,分析,：,55,如何判断西瓜生熟？,听、看、摸,56,铁棍当,听诊器,为换热泵查,.,57,解释中医看病“望、闻、问、切”？,58,解释中医看病“望、闻、问、切”？,59,解释中医看病“望、闻、问、切”？,60,现代医学是如何检查人体器官的？,B超,检查,61,X光透视图,62,现代医学是如何检查人体器官的？,心电图检查,63,CT检查,64,核磁共振检查,65,被研究,系统,输出,输入,黑箱方法分析：,碰触,敲击,超声波,光波,电流,电磁波,放射线,手感,声音,各类,图像,西瓜,机器设备,人体,66,6.花房温度控制系统,：,热气、冷气量,温度控制,器,加热、制冷元件花房,设定,温度,实际温度,温度检测装置,67,7.水箱水位自动控制系统,：,水流量,控制,器,阀门,水箱,设定,水位,实际水位,浮球,68,8.人体感应（红外线）水龙头的自动控制系统：,红外,信号,电磁,阀,出水,控制,电路,水龙,头,水流,量,69,9.某屋顶水箱采用水泵供水，控制器由相应的电路来实现。水箱内净高度为1.2米，如果水位低到0.2米时开始进水，水位达到1米时停止进水。请你提供设计方案。,水流量,控制,电路,水泵,水箱,设定,水位,实际水位,水位检测装置,70,声光,信号,开关,亮或,灭,控制,电路,灯,闭或,断,10.路灯声光自动控制系统:,71,铁桶,圆木塞,铁桶,硬塑料管,搪瓷碗,水龙头,5cm,11.李明制作了方便小动物喝水的自动加水器，结构如图：,72,设定,水位,实际,水位,水流,量,铁桶木塞塑料管等,装置,水龙,头,搪瓷,碗,管口,11.小动物喝水的自动加水器，,铁桶,圆木塞,铁桶,硬塑料管,搪瓷碗,水龙头,5cm,73,给定量,（设定转速）,被控量,（,实际转速,）,控制量,（蒸气量）,控制器,（飞球,套筒等,装置）,执行器,（,阀门,）,被控对象,（,蒸汽机,）,检测装置,（飞球）,12.蒸汽机转速自动控制系统,74,