4.3 闭环控制系统的工作过程 课件-2022-2023学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》（27张PPT）

(共27张PPT)
第四单元
控制及其设计
第三节 闭环控制系统的工作过程
目 录
CONTENTS
闭环控制系统
反馈
闭环与开环的比较
01.
02.
03.
黑箱方法
04.
05.
任务一 解析闭环控制系统工作过程
任务二 辨析反馈在控制系统中的作用
干扰因素
有无点火信号
1、2及重锤
轴3
轴3转动的角度
门
门开/关
闭环控制系统
PART 01
走进情境
“无精力、无耐心、无经验”的三无选手的首选推荐绿植
喜温湿忌干燥
喜热耐干燥
灰绿冷水花
解放人从解决浇水做起
一计不成再生两计
①这两种控制有何不同？
②下雨时（露天阳台），对二者的工作状态有无影响？
③这两种控制，其控制系统的输出，对控制系统的工作过程有没有影响？
采用定时进水来控制水位，控制的结果对控制过程没有影响
采用检测输出量来控制水位，系统的输出对控制过程有影响
一计不成再生两计
④请画出这两种控制系统的控制方框图
一计不成再生两计
被控对象
执行器
控制器
输入量
控制量
输出量
（被控量）
开环控制系统
闭环控制系统
被控对象
执行器
控制器
给定量
控制量
检测装置
比较器
+
-
输出量
（被控量）
闭环控制系统
特征
闭环控制系统的一般方框图
定义
控制系统的输出量返回输入端对控制过程产生影响的系统。
系统的输出量影响控制过程，
输入量到输出量之间的信号是循环传递，
存在反馈环节和比较环节。
被控对象
执行器
控制器
给定量
控制量
检测装置
+
-
输出量
（被控量）
比较器
当外部水压波动比较大时，两种控制有什么不同？
干扰
干扰：控制系统中，除给定量之外，能引起被控量变化的各种因素。
什么是干扰？
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称为干扰因素。
干扰因素
你在认真做作业时，蟑螂跑到你的脚下
脚踩的力
行驶的速度
路面
风
干扰因素
⑴开门、开窗；
⑵房间里增加人；
⑶重新设定温度；
⑷房间里在烧开水。
.........
在空调的控制系统中，下列哪些属于干扰因素？
是
是
否
是
关于干扰
干扰因素可能有一个，也可能有若干个；
干扰因素有自然环境造成的，也有人为的；
几乎所有控制系统都存在着干扰因素，干扰不可能被杜绝
干扰既存在于闭环控制中，也存在于开环控制中；
在一般控制系统中，干扰因素需要被克服。
在有些情况下，却可以利用干扰因素实现某种目的。
干扰因素
被控对象
执行器
控制器
输入量
控制量
输出量
（被控量）
被控对象
执行器
控制器
给定量
控制量
检测装置
比较器
+
-
开环控制系统
闭环控制系统
输出量
（被控量）
思考：是何因素使得开环与闭环控制的精度有所区别？
反馈环节
反馈：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。
　　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就是反馈。
什么是反馈？
反馈作用
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。
闭环控制系统中必定存在反馈。
反馈
闭环与开环的比较
PART 04
灯
开关
控制电路
声音信号
开/关
灯亮/灭
游泳池
阀门
控制器
设定水位
开/关
水位电极
比较器
+
-
实际水位
声控灯控制系统
游泳池水位控制系统
黑箱方法
PART 05
　　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，进而推断系统内部结构及其功能的方法。
黑箱方法
小结
1. 闭环控制系统。
2. 闭环控制系统的反馈。
3. 系统中的干扰因素
4. 黑箱方法
牛刀小试
根据开环电子控制系统和闭环控制系统的区别进行分析、判断，在你认为正确的表格中打“ ”
开环电子控制系统 闭环电子控制系统
电子表的定时控制
光控窗帘控制系统
空调温度控制
程序控制洗衣机
ATM
冰箱温度控制
电热水器
牛刀小试
电热水器温度自动控制系统的示意图。工作原理是：控制电路将热电偶测得的实际温度与设定温度相比较，若测得的实际温度低于设定值，则加热丝开始工作；若测得的实际温度高于设定值，则加热丝停止工作。从而使水温控制在一定范围内。请画出其控制方框图，并判断开环OR闭环。
谢谢聆听！