控制的手段与应用
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(共46张PPT)
一、控制的手段与应用
《摩登时代》片断
一棵苹果树
天上降落的雨水
骑自行车
结不出苹果
结的苹果又多又大
结出苹果又小又酸
用来灌溉农田
发电
引起洪涝灾害
代步、省力
摔跟头
撞到物体和别人
事物发展的结果可能是人们预先期望的，也可能是与预期的目标不相符，甚至是不希望得到的。如果人们想达到某一特定的目的，就必须运用适当的手段来实现。
苹果树
雨水
骑自行车
病虫害防治、果树管理、
土壤管理等等
兴修水利、建水电站、
水源管理等等
控制速度、骑车的技术、
车的维护等等。
控制是根据自己的目的，通过一定的手段使事物沿着某一确定方向发展的行为和过程。
控制的涵义
大禹治水
思考：大禹治水过程中，通过什么手段实现了什么样的目的？
木牛流马
“（建兴）九年，亮复出祁山，以木牛运,粮尽退军，与魏将张郃交战，射杀郃。十二年春，亮悉大众由斜谷出，以流马运。…”
——《三国志》
木牛和流马是汉代独轮手推车的两种改进设计，通过改进使人的负重有所减轻。木牛是一种轮子稍小一些的独轮手推车，载重大，前由人拉、后由人推，运行较慢；流马载重小，轮子稍大一些，由一人推，运行速度很快。诸葛亮所说“木牛流马”应是比喻它们运行的灵便程度和载重量的大小：木牛行动较笨而慢，像牛；流马
行动敏捷而快，像马。不
是说它们外形像牛像马。
西罗的自动门
1、控制的对象是什么
理解控制现象，需要明确：
2、控制要达到什么目的
3、采取什么控制手段
大型音乐喷泉
控制事例 控制的对象 控制的目的 控制的手段
大禹治水
电风扇扇叶转速快慢的控制
人力三轮车转弯中的方向控制
洪水
安息洪波、大治水患
疏通河道，泄洪为主
电风扇
调节速度
换挡
人力三轮车
改变三轮车行驶的方向
双手转动车把
马上行动
控制事例 控制的对象 控制的目的 控制的手段
音响的音量控制
燃气热水器温度的控制
用喷雾器喷洒农药
音响
音量的调节
旋转音量按钮
热水器
调节出水口温度的高低
改变燃气火头的大小
喷雾器
给庄稼治病
操作喷雾器的手柄
控制的实现需要通过一定的手段。从控制过程中人工干预的情形来分，控制有人工控制和自动控制。
1、手动控制
概念：控制系统必须在人的直接干预下才能完成控制任务。
特点：有人直接干预。
电梯
木 门
风 扇
遥控模型
开汽车
2、自动控制
概念：在控制的过程中不需要人的干预，就可按期望规律或预定程序进行的控制系统。
特点：不需要人的直接干预。
自动门
太阳能路灯
自动电饭煲
二、控制的应用
控制的应用自古就有，并在近代得到迅速发展，在社会生产生活的各个领域都有极其广泛的应用。
现代网络家电
生活
汽车自动装配生产线
工业生产
汽车油漆
农业生产
水 车
温室
农田灌溉
电源
控制室
水泵
农田灌溉
折射式微喷
射流式微喷
锤式微灌
请同学们说说你在生活学习中所见到的应用控制的事例。
学校：学校的音乐铃声、多媒体教学系统等。
家庭：冰箱、电饭煲、微波炉等。
社会：交通信号灯、电子警察、电梯、程控电话交换机等、大型音乐喷泉。
思考
自动控制技术在各行各业的应用，一方面减轻了人的劳动强度，解放了劳动生产力，另一方面也可能造成失业人数增加。对此，你有什么看法？
一、控制系统
自行车传动系统由哪些部件构成？
脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮等
脚踩的力
（输入）
脚蹬、曲柄、链轮
中轴、链条、飞轮
自行车行驶的速度（输出）
一、控制系统
电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来实现的。给电风扇设定风速挡位，电机就以一定的转速带动扇叶转动，输出预定的风速。风速挡位是该控制系统的输入，扇叶转动的风速是该控制系统的输出，一个挡位对应着一个风速。
一、控制系统
电风扇风速的档位
电机、扇叶
风速
输入
输出
任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节的有机组合就构成了一个系统，称为控制系统。
控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系。
马上行动（P102)：请指出下列控制系统中的输入、输出分别是什么？
控制系统 输入 输出
电风扇风速控制
电饭煲
脱粒机
红外线自动水龙头
调速器或挡位
风扇的转速
电源的电信号
锅内的温度
电源的电信号
脱粒的量
人手的红外信号
水龙头的出水量
开环控制系统
在游泳池注水控制系统中，如果进水管单位时间的水流量一定，那么游泳池水位的高度与进水的时间是一一对应的。我们就可以通过设定注水时间，使游泳池的水位达到希望的高度。将注水的时间值（假设为2小时）设定到定时器中，开启进水阀注水，一旦时间到达，定时器就会通知进水阀门关闭，停止向游泳池注水。
分析：
游泳池的水位只受设定的注水的时间控制，这里，作为输入的设定的注水时间可以计算，称为输入量；作为输出的游泳池的水位可以用水面高度这样的量来计算，称为输出量。
设定注水的时间
定时器
进水阀门
游泳池
游泳池的水位
输入
输出
水流量
定义：
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
案例分析：自动门
自动门的动作过程是怎样的？
当门口没有人时，门是关着的；当有人来门口时，门打开；当人离开门口后一段时间，门又关闭。
自动门的功能和技术要求：
功能：无人时，常关；有人时，开门
技术要求：当人距门1m时，门即打开；门打开后，延时10s后关门
自动门如何实现自动开、关的呢？
电机
自动门
控制电路
门的开启
或关闭
人体
热辐射
转动
电机
控制电路
红外传感器
控制器
执行器
控制量
被控对象
电动机
声音传感控制器
输入量
门
输出量
可以识别、
记忆
的芯片
门的开、关
声音：
“芝麻芝麻，
开门吧”
“芝麻开门”声控开门系统的控制方框图
请写出“芝麻开门”声控开门系统的控制方框图，有兴趣的同学课后可以制作模型，把神话变成现实。
例: 电子门铃的开环电子控制系统
用手按动按钮开关,输入一个触发信号
音乐集成电路经过触发后工作,产生一组载有”音乐”的电信号.
扬声器将电信号转变为音乐声.
输出的音乐声的变化对系统的控制状态并不产生影响,即不存在反馈.
输入:
控制(处理):
输出:
特点:
分析下列电子控制系统中的被控对象、被控量、控制器和它们的工作过程的共同点:
扬声器
音乐声
音乐集成电路
路灯
光的变化
电子电路
锁舌
锁舌的运动
集成电路
电子音乐门系统 路灯自动控制系统 电子锁 自动门
被控对象
被控量
控制器
集成电路
电动机
门的开关
请画出下列开环系统的方框图
1、电视摇控器的控制系统
2、楼道声控灯的控制系统
3、电动车的防盗报警系统
按开机
按扭
控制
电路
显像及音
频视频
电视机
电视
节目
影像
设定
声音
分贝
控制
电路
灯泡
计时器
灯光
时间
外力
强度
控制
电路
音响装置
计时器
警报器
警报声
声音
生活中还有哪些开环控制系统？要求学生应用一般开环控制系统方框图画出以下控制系统的控制方框图。
公共汽车车门控制系统。
红绿灯定时控制系统。
防盗报警系统。
火灾报警系统。
音乐喷泉控制系统。
闹钟定时控制系统。
自动烘手机
1、控制的涵义
（明确对象、目的、手段）
2、手动控制和自动控制
3、控制的应用。
4、开环控制系统
小结：
一、控制的手段与应用
《摩登时代》片断
一棵苹果树
天上降落的雨水
骑自行车
结不出苹果
结的苹果又多又大
结出苹果又小又酸
用来灌溉农田
发电
引起洪涝灾害
代步、省力
摔跟头
撞到物体和别人
事物发展的结果可能是人们预先期望的，也可能是与预期的目标不相符，甚至是不希望得到的。如果人们想达到某一特定的目的，就必须运用适当的手段来实现。
苹果树
雨水
骑自行车
病虫害防治、果树管理、
土壤管理等等
兴修水利、建水电站、
水源管理等等
控制速度、骑车的技术、
车的维护等等。
控制是根据自己的目的，通过一定的手段使事物沿着某一确定方向发展的行为和过程。
控制的涵义
大禹治水
思考：大禹治水过程中，通过什么手段实现了什么样的目的？
木牛流马
“（建兴）九年，亮复出祁山，以木牛运,粮尽退军，与魏将张郃交战，射杀郃。十二年春，亮悉大众由斜谷出，以流马运。…”
——《三国志》
木牛和流马是汉代独轮手推车的两种改进设计，通过改进使人的负重有所减轻。木牛是一种轮子稍小一些的独轮手推车，载重大，前由人拉、后由人推，运行较慢；流马载重小，轮子稍大一些，由一人推，运行速度很快。诸葛亮所说“木牛流马”应是比喻它们运行的灵便程度和载重量的大小：木牛行动较笨而慢，像牛；流马
行动敏捷而快，像马。不
是说它们外形像牛像马。
西罗的自动门
1、控制的对象是什么
理解控制现象，需要明确：
2、控制要达到什么目的
3、采取什么控制手段
大型音乐喷泉
控制事例 控制的对象 控制的目的 控制的手段
大禹治水
电风扇扇叶转速快慢的控制
人力三轮车转弯中的方向控制
洪水
安息洪波、大治水患
疏通河道，泄洪为主
电风扇
调节速度
换挡
人力三轮车
改变三轮车行驶的方向
双手转动车把
马上行动
控制事例 控制的对象 控制的目的 控制的手段
音响的音量控制
燃气热水器温度的控制
用喷雾器喷洒农药
音响
音量的调节
旋转音量按钮
热水器
调节出水口温度的高低
改变燃气火头的大小
喷雾器
给庄稼治病
操作喷雾器的手柄
控制的实现需要通过一定的手段。从控制过程中人工干预的情形来分，控制有人工控制和自动控制。
1、手动控制
概念：控制系统必须在人的直接干预下才能完成控制任务。
特点：有人直接干预。
电梯
木 门
风 扇
遥控模型
开汽车
2、自动控制
概念：在控制的过程中不需要人的干预，就可按期望规律或预定程序进行的控制系统。
特点：不需要人的直接干预。
自动门
太阳能路灯
自动电饭煲
二、控制的应用
控制的应用自古就有，并在近代得到迅速发展，在社会生产生活的各个领域都有极其广泛的应用。
现代网络家电
生活
汽车自动装配生产线
工业生产
汽车油漆
农业生产
水 车
温室
农田灌溉
电源
控制室
水泵
农田灌溉
折射式微喷
射流式微喷
锤式微灌
请同学们说说你在生活学习中所见到的应用控制的事例。
学校：学校的音乐铃声、多媒体教学系统等。
家庭：冰箱、电饭煲、微波炉等。
社会：交通信号灯、电子警察、电梯、程控电话交换机等、大型音乐喷泉。
思考
自动控制技术在各行各业的应用，一方面减轻了人的劳动强度，解放了劳动生产力，另一方面也可能造成失业人数增加。对此，你有什么看法？
一、控制系统
自行车传动系统由哪些部件构成？
脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮等
脚踩的力
（输入）
脚蹬、曲柄、链轮
中轴、链条、飞轮
自行车行驶的速度（输出）
一、控制系统
电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来实现的。给电风扇设定风速挡位，电机就以一定的转速带动扇叶转动，输出预定的风速。风速挡位是该控制系统的输入，扇叶转动的风速是该控制系统的输出，一个挡位对应着一个风速。
一、控制系统
电风扇风速的档位
电机、扇叶
风速
输入
输出
任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节的有机组合就构成了一个系统，称为控制系统。
控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系。
马上行动（P102)：请指出下列控制系统中的输入、输出分别是什么？
控制系统 输入 输出
电风扇风速控制
电饭煲
脱粒机
红外线自动水龙头
调速器或挡位
风扇的转速
电源的电信号
锅内的温度
电源的电信号
脱粒的量
人手的红外信号
水龙头的出水量
开环控制系统
在游泳池注水控制系统中，如果进水管单位时间的水流量一定，那么游泳池水位的高度与进水的时间是一一对应的。我们就可以通过设定注水时间，使游泳池的水位达到希望的高度。将注水的时间值（假设为2小时）设定到定时器中，开启进水阀注水，一旦时间到达，定时器就会通知进水阀门关闭，停止向游泳池注水。
分析：
游泳池的水位只受设定的注水的时间控制，这里，作为输入的设定的注水时间可以计算，称为输入量；作为输出的游泳池的水位可以用水面高度这样的量来计算，称为输出量。
设定注水的时间
定时器
进水阀门
游泳池
游泳池的水位
输入
输出
水流量
定义：
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
案例分析：自动门
自动门的动作过程是怎样的？
当门口没有人时，门是关着的；当有人来门口时，门打开；当人离开门口后一段时间，门又关闭。
自动门的功能和技术要求：
功能：无人时，常关；有人时，开门
技术要求：当人距门1m时，门即打开；门打开后，延时10s后关门
自动门如何实现自动开、关的呢？
电机
自动门
控制电路
门的开启
或关闭
人体
热辐射
转动
电机
控制电路
红外传感器
控制器
执行器
控制量
被控对象
电动机
声音传感控制器
输入量
门
输出量
可以识别、
记忆
的芯片
门的开、关
声音：
“芝麻芝麻，
开门吧”
“芝麻开门”声控开门系统的控制方框图
请写出“芝麻开门”声控开门系统的控制方框图，有兴趣的同学课后可以制作模型，把神话变成现实。
例: 电子门铃的开环电子控制系统
用手按动按钮开关,输入一个触发信号
音乐集成电路经过触发后工作,产生一组载有”音乐”的电信号.
扬声器将电信号转变为音乐声.
输出的音乐声的变化对系统的控制状态并不产生影响,即不存在反馈.
输入:
控制(处理):
输出:
特点:
分析下列电子控制系统中的被控对象、被控量、控制器和它们的工作过程的共同点:
扬声器
音乐声
音乐集成电路
路灯
光的变化
电子电路
锁舌
锁舌的运动
集成电路
电子音乐门系统 路灯自动控制系统 电子锁 自动门
被控对象
被控量
控制器
集成电路
电动机
门的开关
请画出下列开环系统的方框图
1、电视摇控器的控制系统
2、楼道声控灯的控制系统
3、电动车的防盗报警系统
按开机
按扭
控制
电路
显像及音
频视频
电视机
电视
节目
影像
设定
声音
分贝
控制
电路
灯泡
计时器
灯光
时间
外力
强度
控制
电路
音响装置
计时器
警报器
警报声
声音
生活中还有哪些开环控制系统？要求学生应用一般开环控制系统方框图画出以下控制系统的控制方框图。
公共汽车车门控制系统。
红绿灯定时控制系统。
防盗报警系统。
火灾报警系统。
音乐喷泉控制系统。
闹钟定时控制系统。
自动烘手机
1、控制的涵义
（明确对象、目的、手段）
2、手动控制和自动控制
3、控制的应用。
4、开环控制系统
小结：