通用技术用技术控制系统专题复习.ppt

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1、控制与设计专题复习控制与设计专题复习一、控制与设计高考要点：一、控制与设计高考要点：控制与控制与设计设计控制的含义控制的含义控制的应用控制的应用 控制的手段控制的手段开环控制系统的基本组成和工作过程开环控制系统的基本组成和工作过程闭环控制系统的基本组成和工作过程闭环控制系统的基本组成和工作过程控制系统的方框图控制系统的方框图控制系统的干扰因素控制系统的干扰因素功能模拟方法和黑箱方法功能模拟方法和黑箱方法控制系统设计方案控制系统设计方案19如图所示为自动火炮控制系统示意图。当雷达检如图所示为自动火炮控制系统示意图。当雷达检测到飞机后发出信号给跟踪系统，跟踪系统操纵火炮，测到飞机后发出信号给跟踪系

2、统，跟踪系统操纵火炮，调整火炮角度，该系统中被控对象是（调整火炮角度，该系统中被控对象是（）A火炮B跟踪系统C雷达D飞机二、高考原题再现二、高考原题再现20如图所示为某种抽水马桶水箱的结构示意图：浮如图所示为某种抽水马桶水箱的结构示意图：浮球和连杆用螺纹连接，通过调节连杆长度来设置给定球和连杆用螺纹连接，通过调节连杆长度来设置给定水位，当水位上升到给定水位时，浮球带动连杆装置水位，当水位上升到给定水位时，浮球带动连杆装置关闭进水阀。如果往进水阀方向调节浮球，缩短连杆关闭进水阀。如果往进水阀方向调节浮球，缩短连杆长度，那么产生的后果是（长度，那么产生的后果是（）A降低给定水位高度降低给定水位高度

3、B增加给定水位高度增加给定水位高度C不影响给定水位不影响给定水位高度高度D降低实际水位高度降低实际水位高度25如图所示为简化的飞机飞行状态控制系统。陀螺仪检测飞机的飞如图所示为简化的飞机飞行状态控制系统。陀螺仪检测飞机的飞行状态后，将信号送给自动驾驶仪，自动驾驶仪将飞行状态与给定状行状态后，将信号送给自动驾驶仪，自动驾驶仪将飞行状态与给定状态进行比较，根据偏差值控制舵机运转，舵机操纵飞机尾翼，调整飞态进行比较，根据偏差值控制舵机运转，舵机操纵飞机尾翼，调整飞行状态。行状态。（1）请根据上面的示意图，补充完整飞机飞行状态控制系统方框图。）请根据上面的示意图，补充完整飞机飞行状态控制系统方框图。（

4、在（在“”处填写相应的内容）处填写相应的内容）（2）陀螺仪将检测到的飞行状态信号传送到自动驾驶仪与给定状态进）陀螺仪将检测到的飞行状态信号传送到自动驾驶仪与给定状态进行比较的过程称为行比较的过程称为。（3）在飞机飞行过程中，遇到气流时，飞行状态会发生变化，这种给）在飞机飞行过程中，遇到气流时，飞行状态会发生变化，这种给定状态以外引起飞行状态变化的因素称为定状态以外引起飞行状态变化的因素称为。三、控制与设计高考考点分析：三、控制与设计高考考点分析：1、题型：两个选择题，一个分析题、题型：两个选择题，一个分析题2、考点、考点闭环控制系统的基本组成和工作过程闭环控制系统的基本组成和工作过程控制系统的

5、方框图控制系统的方框图控制系统的干扰因素控制系统的干扰因素3、知识点、知识点被控对象、被控对象、控制器与被控量的关系控制器与被控量的关系、干扰因素干扰因素控制系统的方框图、控制系统的方框图、4、客观性强、客观性强四、高考突破四、高考突破热门考点热门考点1、填写方框图、填写方框图25如图所示为简化的飞机飞行状态控制系统。陀螺仪检测飞机的飞行如图所示为简化的飞机飞行状态控制系统。陀螺仪检测飞机的飞行状态后，将信号送给自动驾驶仪，自动驾驶仪将飞行状态与给定状态进状态后，将信号送给自动驾驶仪，自动驾驶仪将飞行状态与给定状态进行比较，根据偏差值控制舵机运转，舵机操纵飞机尾翼，调整飞行状态。行比较，根据偏

6、差值控制舵机运转，舵机操纵飞机尾翼，调整飞行状态。（1）请根据上面的示意图，补充完整飞机飞行状态控制系统方框图。）请根据上面的示意图，补充完整飞机飞行状态控制系统方框图。（在（在“”处填写相应的内容）处填写相应的内容）热门考点热门考点2：写干扰因素：写干扰因素必备的知识点和基本模型必备的知识点和基本模型控制器控制器执行器执行器被控被控对象对象检测装置检测装置给定给定量量被控量被控量（2）陀螺仪将检测到的飞行状态信号传送到自动驾驶仪与）陀螺仪将检测到的飞行状态信号传送到自动驾驶仪与给定状态进行比较的过程称为给定状态进行比较的过程称为。（3）在飞机飞行过程中，遇到气流时，飞行状态会发生变）在飞机飞

7、行过程中，遇到气流时，飞行状态会发生变化，这种给定状态以外引起飞行状态变化的因素称为化，这种给定状态以外引起飞行状态变化的因素称为。干扰因素有：干扰因素有：对系统的影响：对系统的影响：对系统的影响：影响被控量的变化对系统的影响：影响被控量的变化影响实际水位的变化（影响实际水位的变化（1分）分）被控量（输出量）：就是被控量（输出量）：就是控制系统要控制的量。也控制系统要控制的量。也就是说这个系统要控制的就是说这个系统要控制的是什么量是什么量干扰因素：在控制系统中，除输入量（给干扰因素：在控制系统中，除输入量（给定量）以外，引起定量）以外，引起被控量被控量变化的各个因素。变化的各个因素。供水水压（

8、供水水压（1分）、出水量（分）、出水量（1分）分）例：连杆机构连杆机构进水阀进水阀进水量进水量实际水位实际水位就是直接对被控对象进行控制的装置和元件就是直接对被控对象进行控制的装置和元件即执行器的输出信号即执行器的输出信号执行器：执行器：控制量：控制量：即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置和元件即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置和元件控制器：控制器：李明李明制作了制作了方便小方便小动动物喝水的自物喝水的自动动加加水器，水器，结结构如构如图图。工作工作过程程是是当水当水龙头打打开，水就流入碗内，碗内的水位逐开，水就流入碗内，碗内的水位逐渐升高，升高，浸没到塑料管管口浸没到塑料管管口时，

9、没有空气，没有空气进入密封入密封的的铁桶，水桶，水龙头停止出水；当碗内水位降停止出水；当碗内水位降低至塑料管管口以下，空气从塑料管低至塑料管管口以下，空气从塑料管进入入铁桶内，水又流出来，使碗内桶内，水又流出来，使碗内实际水位控水位控制在管口位置。制在管口位置。试分析其控制分析其控制过程，完成程，完成下列下列问题：（1 1）该控制系控制系统是开是开环控制系控制系统还是是闭环控制系控制系统，分析工作原理？，分析工作原理？（2 2）请完成控制系完成控制系统方框方框图。铁桶铁桶圆木塞圆木塞铁桶铁桶硬塑料管硬塑料管搪瓷碗搪瓷碗水龙头水龙头5cm闭环控制系统闭环控制系统水龙头水龙头实际水位实际水位控制系

10、统处理方法：控制系统处理方法：1、分析控制系统的工作原理、分析控制系统的工作原理2、根椐方框图找出相应的量（控制、根椐方框图找出相应的量（控制器、执行器、被控对象、检测装置）器、执行器、被控对象、检测装置）3、用简练的语言回答问题、用简练的语言回答问题“析析”“找找”“答答”高考猜点高考猜点1：开环控制系统的基本组成和工作过程：开环控制系统的基本组成和工作过程难点突破：开环与闭环比较难点突破：开环与闭环比较随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一种具体应用。随着音乐起伏而变化的音乐喷泉是控制技术的一种具体应用。其工作过程是由其工作过程是由“声电转换装置声电转换装置”将起伏的音乐强度转换为将起

11、伏的音乐强度转换为随之而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。随之而变化的电信号，这种电信号驱动电动机带动水泵转动。音乐声信号强，水泵的转速就快，喷头的压力就大，喷出的水音乐声信号强，水泵的转速就快，喷头的压力就大，喷出的水柱就高。反之，喷出的水柱就低。请回答以下问题：柱就高。反之，喷出的水柱就低。请回答以下问题：1、是开环还是闭环？、是开环还是闭环？2、完成方框图、完成方框图反思：可以从几个方面来区别开环和闭环？反思：可以从几个方面来区别开环和闭环？声音的声音的强弱强弱声电声电转换装转换装置和电置和电机机水泵水泵喷头喷头水柱的高低水柱的高低根据开环电子控制系统和闭环控制系统的区别进

12、行分析、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判断，在你认为正确的表格中打开环电子开环电子控制系统控制系统闭环电子闭环电子控制系统控制系统电子表电子表电取暖器电取暖器空调空调程序控制洗衣机程序控制洗衣机可调亮度的台灯可调亮度的台灯电冰箱电冰箱开环控制系统与闭环控制系统的比较开环控制系统与闭环控制系统的比较开环控制系统输入量到输出量之间的信开环控制系统输入量到输出量之间的信号是号是单向单向传递的，而闭环是循环的。传递的，而闭环是循环的。闭环控制系统的输入量和输出量之间有闭环控制系统的输入量和输出量之间有一个一个反馈反馈环节能自动调节，而开环没有反环节能自动

13、调节，而开环没有反馈不会自动调节。馈不会自动调节。高考猜点高考猜点2：控制系统设计方案：控制系统设计方案()（1）控制系统设计的一般思路）控制系统设计的一般思路实施控制系统所需的实施控制系统所需的设备、元件等设备、元件等系统的成本分析系统的成本分析控制系统的调试、控制系统的调试、运行和评价运行和评价控制系统的方控制系统的方案选择案选择分析被控对象的分析被控对象的主要特征主要特征确定被控量、确定被控量、控制量控制量分析主要的分析主要的干扰因素干扰因素控制系统控制系统的设计的设计明确控制的目明确控制的目的、对象的、对象（2）控制系统的设计一般步骤）控制系统的设计一般步骤设计分析：判断开环还是闭环；

14、分析被控对象、被控量、设计分析：判断开环还是闭环；分析被控对象、被控量、控制量、执行器、控制器、检测装置、干扰因素等控制量、执行器、控制器、检测装置、干扰因素等控制过程控制过程写出方框图。写出方框图。例：抽水马桶水箱的自动控制系统设计：例：抽水马桶水箱的自动控制系统设计：A A 设计分析：被控对象是抽水马桶的水箱，被控量是抽水马桶水设计分析：被控对象是抽水马桶的水箱，被控量是抽水马桶水箱水位的高度，控制量是进水管的进水量，执行器是进水阀门，箱水位的高度，控制量是进水管的进水量，执行器是进水阀门，控制器是杠杆装置，检测装置是浮球，主要干扰因素是出水量。控制器是杠杆装置，检测装置是浮球，主要干扰因

15、素是出水量。B B 控制过程：拨动冲水旋钮，使出水阀打开，水箱冲水。与此同控制过程：拨动冲水旋钮，使出水阀打开，水箱冲水。与此同时，进水阀打开，水箱进水，直到指定水位时，进水阀关闭。时，进水阀打开，水箱进水，直到指定水位时，进水阀关闭。C C 方框图：方框图：如果声控灯的附近并没有来人，而如果声控灯的附近并没有来人，而出现意外的声响，如楼上或隔壁有人高声说话或以动作发出声响，出现意外的声响，如楼上或隔壁有人高声说话或以动作发出声响，灵敏度高的声控灯也会应声而亮。为避免这种情况你有什么好办灵敏度高的声控灯也会应声而亮。为避免这种情况你有什么好办法？法？画出声控灯的系统框图。画出声控灯的系统框图。

16、如图是声控灯系统组成示意图，根据你的理解和认识回答如图是声控灯系统组成示意图，根据你的理解和认识回答下列问题：下列问题：答案提示：答案提示：开环，关键词：方便、节电开环，关键词：方便、节电。把传感器的灵敏度调小一点。把传感器的灵敏度调小一点。：此系统是开环还是此系统是开环还是闭环，声控灯的优点闭环，声控灯的优点有哪些？有哪些？练习练习练习：练习：下面两图分别是瓦特蒸汽机的工作原理图和蒸下面两图分别是瓦特蒸汽机的工作原理图和蒸汽供给控制原理图。在如下图所示，套筒与阀门连在一汽供给控制原理图。在如下图所示，套筒与阀门连在一起，当蒸汽机的转速较高时，飞球离心力增大，套筒向起，当蒸汽机的转速较高时，飞

17、球离心力增大，套筒向上移动，阀门通孔截面积减少，蒸汽流速降低，蒸汽机上移动，阀门通孔截面积减少，蒸汽流速降低，蒸汽机汽缸内压力减少使其转速下降。汽缸内压力减少使其转速下降。（1）蒸汽车的转速控制系统属于 （选填开环或闭环）控制系统。（2）请补充完整蒸汽机转速自动控制系统方框图。闭环闭环给定量定量控制器控制器执行器行器()被控被控对象象()输出量出量()控制量控制量()（）（）反馈反馈设定转速设定转速比较器比较器（）（）阀门阀门蒸汽流量蒸汽流量汽缸蒸汽汽缸蒸汽蒸汽机蒸汽机转速转速飞球飞球检测装置检测装置 下面两图分别是瓦特蒸汽机的工作原理图和蒸汽供给控制原理图。在如下图所示，套简与阀门连在一起，

18、当蒸汽机的转速较高时，飞球离心力增大，套简向上移动，阀门通孔截面积减少，蒸汽流速降低，蒸汽机汽缸内压力减少使其转速下降。飞球、套飞球、套飞球、套飞球、套筒及其支筒及其支筒及其支筒及其支撑部分撑部分撑部分撑部分 谢 谢！设计一个控制系统，是选择开环控制还是闭环控制，应根设计一个控制系统，是选择开环控制还是闭环控制，应根据对控制精度的要求以及条件的可行性而定。据对控制精度的要求以及条件的可行性而定。在控制系统设计过程中，被控对象的特性往往难以直接得在控制系统设计过程中，被控对象的特性往往难以直接得到，通常是通过了解被控对象的输入与输出之间的关系来分析它到，通常是通过了解被控对象的输入与输出之间的关

19、系来分析它的基本特性，从而确定控制器的运算方式的基本特性，从而确定控制器的运算方式(暗箱方法暗箱方法)。一个控制系统中可能存在若干个干扰因素，需要分析主次，一个控制系统中可能存在若干个干扰因素，需要分析主次，找出对系统影响最大的干扰因素。找出对系统影响最大的干扰因素。被控量与控制量的确定是控制方案的关键，对于简单控制被控量与控制量的确定是控制方案的关键，对于简单控制系统，需要控制的量往往被确定为被控量，控制量应选择可控的、系统，需要控制的量往往被确定为被控量，控制量应选择可控的、对抑制干扰因素和保持系统稳定又明显作用的量。对抑制干扰因素和保持系统稳定又明显作用的量。执行器、检测器的选择：一是要根据被控量和控制量的需执行器、检测器的选择：一是要根据被控量和控制量的需求，二是要根据控制的条件进行。求，二是要根据控制的条件进行。（2）开环控制系统的设计）开环控制系统的设计明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制量后，即可考明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制量后，即可考虑具体控制系统的方案。虑具体控制系统的方案。