地質(zhì)版技術(shù)與設(shè)計(jì)2第四章第二節(jié)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過(guò)程(參考版)
2024-11-12 07:10本頁(yè)面
【正文】 教學(xué)內(nèi)容是單一、枯燥的， 然而游戲 性質(zhì)的學(xué)生活動(dòng)，一方面可以搞活課堂氣氛， 提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，另一方面可以讓學(xué)生控制器 執(zhí)行器 被控對(duì)象 輸出信號(hào) 傳感器 反饋 信號(hào) 比較 輸入信號(hào) 偏差 信號(hào) 在潛移默化中理解在書(shū)本上看似呆板無(wú)聊的概念，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。 希望大家課下認(rèn)真思考 ， 去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題， 做出設(shè)計(jì)方案，并填寫(xiě)技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)卡 。 老師： 閉環(huán)控制系統(tǒng) 可以得到更好的 控制效果 ，誰(shuí)能舉出 例子？ （ 學(xué)生討論回答。 老師： 好 ， 根據(jù)對(duì)閉環(huán)控制具體案例的分析， 我們可以 用下面的框圖 總結(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程： 輸入信號(hào)和反饋信號(hào)相比較產(chǎn)生偏差信號(hào)，控制器根據(jù)偏差信號(hào)的大小和極性產(chǎn)生控制作用，傳給執(zhí)行器，（在試驗(yàn)中極性就是偏離方向的角度是左還是右），執(zhí)行器將此信號(hào)放大、變換，傳到被控對(duì)象上，被控對(duì)象受 驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生輸出信號(hào)，同時(shí)反饋環(huán)節(jié)又將感知的被控對(duì)象的輸出信號(hào)，經(jīng)變換產(chǎn)生反饋信號(hào)。 老師： 誰(shuí)來(lái)描述一下 具體 過(guò)程？ 學(xué)生： B不斷觀察 A的行走方向， 當(dāng) A 偏離小路， B眼睛看到了 ，對(duì)比小路規(guī)定的方向 ， 就產(chǎn)生了偏差信號(hào)，再用語(yǔ)言提醒 A， 告訴 A 偏左了還是偏右了，偏了多少， 然后 A 以此為 根據(jù)調(diào)整步伐 ，從而 產(chǎn)生了控制作用， A 聽(tīng)到提示后調(diào)整 步伐和 行走方向。 這個(gè)試驗(yàn)展示的是開(kāi)環(huán)還是閉環(huán)系統(tǒng)?。繛槭裁?？ 學(xué)生閉環(huán)：閉環(huán)，因?yàn)橛蟹答伜捅容^。 看哪個(gè)小組最終能 相互配合 順利走過(guò)整條小路 ， 要求偏離小路方向 、走出小路范圍 的 次數(shù) 不能超過(guò) 3 次，速度快者為勝 。 下面再做一 個(gè) 試驗(yàn)。 老師：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，信息從輸入端傳到輸出端，僅有一條路徑，缺點(diǎn)是精度不高，閉環(huán)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，信息流經(jīng)的路徑有兩條，一條自輸入端傳至輸出端，另一條 是輸出端信息反傳到輸入端的比較環(huán)節(jié)。 老師：很好， 睜眼 走直線 有反饋， 是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，人通過(guò)眼睛獲得信息不斷調(diào)整自己走的方向， 所以走的直， 而蒙眼的時(shí)候這種反饋被打斷， 人只能根據(jù)記憶和感覺(jué)去走， 閉環(huán)變成了開(kāi)環(huán)， 就走不直了 。 老師：通過(guò)試驗(yàn)大家有什么發(fā)現(xiàn)？ 學(xué)生：蒙上眼 睛自己就 會(huì)偏離直線的方向 。 環(huán)節(jié) 2： 從構(gòu)成上， 咱們 發(fā)現(xiàn) 開(kāi)環(huán)和閉環(huán)的區(qū)別在于比較和反饋環(huán)節(jié)，那么他們之間到底還有什么更深層次的區(qū)別嗎？下面我們做一個(gè)試驗(yàn)。 學(xué)生：對(duì)于閉環(huán) 系統(tǒng)還有比較和反饋環(huán)節(jié)。 課下 請(qǐng) 大家嘗試 通過(guò) 設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制的裝置來(lái)代替 這些 人工 控制 ， 去解決生活中遇到的 這些 小問(wèn)題 ， 要完成技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)連桿機(jī)構(gòu) 閥門(mén) 水箱 實(shí)際水位 輸出 浮子 反饋 輸入 給定水位 開(kāi)度 驗(yàn)活動(dòng)卡 。 課下思考： 老師： 無(wú)論開(kāi)環(huán)還是閉環(huán)，我們都舉了人工和自動(dòng)兩個(gè)例子，大家說(shuō) 哪一個(gè) 效果 更好？ 為什么？ 學(xué)生：自動(dòng)控制效果好 ， 方便省事。 老師： 從構(gòu)成上看，二者不同表現(xiàn)在有無(wú)反饋，本質(zhì)上講，區(qū)別在于信息流的傳遞方式不同 ， 一個(gè)是線形 路徑 ，一個(gè)是環(huán)形 路徑 。 而自動(dòng)門(mén)一類(lèi)的沒(méi)有反饋，不存在閉環(huán) ，這類(lèi) 系統(tǒng)稱(chēng)之為 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 。 環(huán)節(jié) 3： 我們 比較 自動(dòng)門(mén)和水位自動(dòng)控制系統(tǒng)兩個(gè)案例，結(jié)合對(duì)比圖表 13 和圖表23， 我們可以看出，自動(dòng)門(mén)系統(tǒng) 中， 信息總是自輸入端單向傳至輸出端，不存在信息逆向流動(dòng)，而水位控制系統(tǒng)則不然，除了上述過(guò)程，還要將輸出信息反傳給輸入端，形成了比較環(huán)節(jié)，存在信息的逆向流動(dòng)。 傳感器 控制
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