4.2 开环控制系统的工作过程 课件(共20张PPT)-2022-2023学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》

(共20张PPT)
2022.12
二、开环控制
系统的工作过程
第四单元 《控制及其设计》
目录
任务一 理解控制系统
任务二 分析开环控制系统工作过程
走入情境
陈晨设计了雨水收集系统，但是每逢雨季，雨水收集池的水位就会随着雨水的不断注入而升高，当水位升高到一定高度时，雨水就从溢水口溢出排放出去，造成了雨水资源的浪费。
图4-1 家庭雨水收集系统示意图
任务一 理解控制系统
技术体验--搭建雨水收集池水报警装置
体验目的：通过搭建装置，感受控制系统的工作过程。
讨 论：
1、如果把水位传感器改为干簧管，该装置需要如何改动？
2、已经有报警装置，为什么还要留溢水孔？
控制系统
分析报警控制装置:
水位传感器、控制器、报警器
水位
声音、灯光
输入
输出
系统
任何控制都要通过若干个环节来实现，这些环节所涉及的装置构成了
一个系统，称为控制系统。
控制
任务二
分析开环控制系统工作过程
技术体验--搭建定时浇水控制系统模型
体验目的：通过搭建定时浇水控制系统，体会开环控制系统的工作过程。
讨 论：在搭建阳台植物定时浇水控制系统时，浇灌6盆植物和浇灌10盆植物，其间流管的流量是否一样？
控制系统的方框图
设定的浇水时间
控制系统中，方框表示系统的环节，单项信号线表示系统信号传递的方向，这种图称为控制系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。
定时器
水 泵
出水管
输入量
出水量
输出量
其中，定时器设定的时间是输入量，水管的出水量是输出量。
开环控制系统
定时器
水 泵
出水管
组成
方框图
控制器
执行器
被控对象
输入量
输出量
控制量
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。
开环控制系统
控制器
执行器
被控对象
输入量
输出量
控制量
输入量：控制系统的给定量；
控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件；
执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件；
被控对象：控制系统中所要求控制的装置或生产过程；
输出量：控制系统所要控制的量，也是控制系统的输出信号；
控制量：执行器的输出信号；
开环控制系统
列举你了解的开环控制系统的例子，说明其工作过程。
音乐喷泉
公交车门开关装置
判断开环控制系统
特点：1、输入输出一一对应；
2、输出不对控制产生影响；
3、输出结果单一（门开/关、灯亮/灭、报警器响/不响等等）
4、信号单项传递；
5、有检测无反馈（红外感应水龙头检测有无红外信号）
6、典型开环：定时控制、报警控制、加热控制；
控制器
执行器
被控对象
输入量
输出量
控制量
练一练
开、人工
不是、自动
开、自动
开、自动
汽车的方向控制
冰箱的温度控制
洗衣机的程序洗衣控制
红绿灯定时
控制系统
不是、自动
判断下列控制是开环控制系统吗？按手段分是人工还是自动？
抽水马桶的水位控制
马上行动
（教材P125.3）如图所示是一款红外线感应自动开闭的垃圾桶，其工作过程是当人手靠近桶盖时，传感器感应到人手信号，控制电路控制电磁连杆机构打开桶盖;手远离桶盖后，控制电路延时10s后桶盖自动关闭。
用方框图说明控制系统的工作过程，并注明方框中的各个环节的具体内容以及输入量、输出量和控制量。
控制电路
桶盖
电磁连
杆机构
红外传感器检测
检测人手信号
桶盖打开或关闭
控制量
思考：请根据希罗自动门的开、关工作过程，将对应方框图中的内容以及输入信号、输出信号填写完整。
案例分析--希罗自动门
点火
12及重锤
转轴3
庙门
庙门开/关
转动量
思考：如果把红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号看做输入量，门的开启或关闭看作事输出量，请根据自动门的开、关工作过程，写出方框图。
案例分析--自动门的控制系统
红外装置检测红外信号
控制电路
电机
门
门开/关
转动量
开环控制系统的改进
我们可以对“定时通风系统”进行何种创新或改进？
时间
温度
温控通风装置
风扇
帜旗
定时升旗装置
电机
加热丝
定时加热装置
输入量
被控对象
执行器
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，这种控制系统称为开环控制系统。
控制系统：任何控制都要通过若干个环节来实现，这些环节所涉及的装置构成了一个系统，称为控制系统。
总 结
控制器
执行器
被控对象
输入量
输出量
控制量
感谢您的聆听！