技術(shù)與設(shè)計2復(fù)習(xí)提綱-資料下載頁
2025-04-17 00:07本頁面
【正文】 案例分析：加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng)P113爐內(nèi)溫度 + 加熱爐加熱器控制器給定溫度電熱偶（溫度檢測裝置） （3）閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較開環(huán)控制系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡單，適用于控制精度要求不高而系統(tǒng)本身的元件又比較穩(wěn)定的場合。閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計比較麻煩，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高。閉環(huán)控制系統(tǒng)是自動控制中廣泛采用的一種方式，用于要求高精度和高可靠性的場合。閉環(huán)控制系統(tǒng)都是自動控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)不一定是閉環(huán)控制系統(tǒng)。：以功能和行為的相似性為基礎(chǔ)，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬法。：把將要研究的系統(tǒng)作為黑箱，通過對系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究，進(jìn)而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法，就是黑箱方法。黑箱方法提供了一種不必打開黑箱就可以研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的方法。例如，通過輸入圖像、電或聲音信號，觀測、分析腦電波的輸出反應(yīng)，研究人腦對視覺或聽覺信息的傳遞、變換和處理功能，得知人腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，就是黑箱方法的運(yùn)用。四、控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)施設(shè)計好一個控制系統(tǒng)，應(yīng)該明確這個系統(tǒng)要達(dá)到的目的是什么，所要控制的對象是什么，被控制對象有哪些重要的特性，被控量和控制量分別是什么，外界的主要干擾因素有哪些，選擇怎樣的設(shè)計方案既能達(dá)到目的，又能經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)，如何選擇設(shè)備和元件，等等。設(shè)計一個控制系統(tǒng)，是選擇開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，應(yīng)根據(jù)對控制精度的要求以及條件的可行性而定。能達(dá)到控制目的，采用易于實(shí)現(xiàn)的控制方式，降低控制成本、減少對環(huán)境的負(fù)面影響等，是我們進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計必須考慮的基本問題?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計方案，還包括畫出必要的設(shè)計圖紙（控制電路設(shè)計或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計）和實(shí)施圖紙、撰寫說明書等。（1）開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計相對比較簡單，在明確設(shè)計要求，明確被控對象、被控量和控制量后，即可考慮具體控制系統(tǒng)的方案。例如：普通電風(fēng)扇控制系統(tǒng)的設(shè)計，被控對象是電風(fēng)扇，被控量是電風(fēng)扇輸出的風(fēng)速，控制量是電機(jī)的轉(zhuǎn)速；若是具有定時功能的電風(fēng)扇控制系統(tǒng)的設(shè)計，則需在開關(guān)環(huán)節(jié)加一個定時器。案例分析：電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計 P119設(shè)計要求：電吹風(fēng)能根據(jù)不同的擋位（如冷風(fēng)擋檔、熱風(fēng)擋）輸出不同種類的風(fēng)。設(shè)計分析：電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的被控對象是電吹風(fēng)裝置，被控量是風(fēng)的速度和溫度，控制量是電機(jī)的電壓，干擾因素是房間溫度、電源電壓的波動等。電吹風(fēng)的控制工作過程：電吹風(fēng)是要將其內(nèi)部電熱絲的熱量通過一個小電風(fēng)扇擴(kuò)散出去。方案構(gòu)思：選擇開環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電吹風(fēng)的控制要求。設(shè)定風(fēng)的檔位就設(shè)定了電機(jī)的電壓和電熱絲的阻值，接通電源后，電機(jī)帶動一個小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的風(fēng)通過電吹風(fēng)的電熱絲，輸出的就是與設(shè)定的風(fēng)種相對應(yīng)的風(fēng)。 電機(jī)、風(fēng)扇、電熱絲設(shè)定電吹風(fēng)的檔位 風(fēng)的速度和溫度（輸入） （輸出） 確定了電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計方案后，畫出必要的電氣線路圖，選擇適當(dāng)型號的元件和配件，進(jìn)行組裝、調(diào)試。（2）閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)，基本要求：第一，一個閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是穩(wěn)定的。第二，控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)的輸出量與給定值之差應(yīng)控制在允許的范圍之內(nèi)。第三，閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。在進(jìn)行閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計時，幾項控制要求之間往往會產(chǎn)生矛盾，需要結(jié)合具體問題全面解決或有所側(cè)重地解決。案例分析：抽水馬桶水箱的自動控制系統(tǒng)的設(shè)計P120設(shè)計項目：抽水馬桶水箱的自動控制系統(tǒng)設(shè)計要求： 1當(dāng)水箱中的水位低于達(dá)到某一指定高度時，進(jìn)水口立即進(jìn)水。2當(dāng)水箱的水位達(dá)到某一指定高度時，進(jìn)水口立即停進(jìn)水。3控制系統(tǒng)對控制精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性均沒有特別的要求。設(shè)計分析： 1從設(shè)計要求來看，這是一種自動控制，因此選擇閉環(huán)控制系統(tǒng)。2被控對象是抽水馬桶的水箱，被控量是抽水馬桶水箱水位的高度，控制量是進(jìn)水管的水流量（即進(jìn)水量），水箱水位的高度與進(jìn)水量之間呈線性關(guān)系。3主要干擾因素是水箱的出水流量。方案構(gòu)思：采用浮球作為水位高度的檢測裝置。當(dāng)水箱的水位低于水箱的某一高度時，出現(xiàn)了水位差（給定的水位高度與實(shí)際水位高度之差），這個信號通過浮球、連桿機(jī)構(gòu)傳給進(jìn)水閥，使進(jìn)水閥打開，從而水箱進(jìn)水；當(dāng)水箱的水位達(dá)到水箱的某個高度時，水位差為零，進(jìn)水閥關(guān)閉。水箱水位的控制過程：撥動沖水旋鈕，使出水閥打開，水箱沖水，與此同時，進(jìn)水閥打開，水箱進(jìn)水，直到指定水位時，進(jìn)水閥關(guān)閉?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計與實(shí)施方案案例分析：自動升旗簡易控制裝置的設(shè)計P121設(shè)計要求設(shè)計分析設(shè)計準(zhǔn)備設(shè)計方案7
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