一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路二、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例二、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例一、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要明確的問題一、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要明確的問題 系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)控制的對(duì)象是什么控制的對(duì)象是什么被控對(duì)象的特性被控對(duì)象的特性確定被控量和控制量確定被控量和控制量找出控制系統(tǒng)的干擾因素，分清主次，找找出控制系統(tǒng)的干擾因素，分清主次，找出最大的干擾因素出最大的干擾因素。采用什么方案既達(dá)到目的、又經(jīng)濟(jì)、易于采用什么方案既達(dá)到目的、又經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)。選擇開環(huán)還是閉環(huán)要根據(jù)控制系統(tǒng)的精實(shí)現(xiàn)。選擇開環(huán)還是閉環(huán)要根據(jù)控制系統(tǒng)的精度要求和條件的可行性而定度要求和條件的可行性而定。選擇設(shè)備和元件。執(zhí)行器和檢測(cè)裝置的選選擇設(shè)備和元件。執(zhí)行器和檢測(cè)裝置的選擇擇：一是要根據(jù)控制量和被控量的需求，二是一是要根據(jù)控制量和被控量的需求，二是根據(jù)控制條件根據(jù)控制條件。二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需滿足的基本條件二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需滿足的基本條件 能達(dá)到控制的目的能達(dá)到控制的目的 采用易于實(shí)現(xiàn)的方式采用易于實(shí)現(xiàn)的方式 降低控制成本降低控制成本 減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響三三、開環(huán)開環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電吹風(fēng)檔位控制設(shè)計(jì)電吹風(fēng)檔位控制設(shè)計(jì) 電吹風(fēng)檔位控制設(shè)計(jì)電吹風(fēng)檔位控制設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)要達(dá)到的目的是什么？控制系統(tǒng)要達(dá)到的目的是什么？控制的對(duì)象是什么？控制的對(duì)象是什么？被控對(duì)象有哪些特性？被控對(duì)象有哪些特性？被控量的控制量分別是什么？被控量的控制量分別是什么？外界的干擾因素是什么？外界的干擾因素是什么？如何實(shí)現(xiàn)安全設(shè)計(jì)？如何實(shí)現(xiàn)安全設(shè)計(jì)？電吹風(fēng)檔位控制設(shè)計(jì)電吹風(fēng)檔位控制設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：電吹風(fēng)能根據(jù)不同檔位輸出不同種類的風(fēng)電吹風(fēng)能根據(jù)不同檔位輸出不同種類的風(fēng)。設(shè)計(jì)分析：設(shè)計(jì)分析：被控對(duì)象被控對(duì)象電吹風(fēng)；電吹風(fēng)；被控量被控量風(fēng)的速度和溫度；風(fēng)的速度和溫度；控制量控制量電機(jī)的電壓；電機(jī)的電壓；干擾因素干擾因素房間溫度、電源電壓的波動(dòng)房間溫度、電源電壓的波動(dòng) 選擇開環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電吹風(fēng)的控制要求。選擇開環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電吹風(fēng)的控制要求。 設(shè)定風(fēng)的檔位就設(shè)定了電機(jī)的電壓和電熱絲的阻設(shè)定風(fēng)的檔位就設(shè)定了電機(jī)的電壓和電熱絲的阻值，接通電源后，電機(jī)帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的風(fēng)值，接通電源后，電機(jī)帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的風(fēng)通過電吹風(fēng)的電熱絲，輸出的就是與設(shè)定的相對(duì)通過電吹風(fēng)的電熱絲，輸出的就是與設(shè)定的相對(duì)應(yīng)的風(fēng)。應(yīng)的風(fēng)。電吹風(fēng)電吹風(fēng)的的工作過程：工作過程： 確定了電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案后，確定了電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案后，畫出必要的電氣路圖，選擇適當(dāng)型號(hào)的元件畫出必要的電氣路圖，選擇適當(dāng)型號(hào)的元件和配件，進(jìn)行組裝、調(diào)試。和配件，進(jìn)行組裝、調(diào)試。討論：討論：1.熨斗、電加熱棒、電褥子等電器的控制過程熨斗、電加熱棒、電褥子等電器的控制過程分析，安全性分析。分析，安全性分析。2.普通電風(fēng)扇定時(shí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)普通電風(fēng)扇定時(shí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析分析。四四、閉環(huán)閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 抽水馬桶水位自動(dòng)控制抽水馬桶水位自動(dòng)控制 設(shè)計(jì)要求：當(dāng)水位達(dá)到某一指定高度時(shí)，設(shè)計(jì)要求：當(dāng)水位達(dá)到某一指定高度時(shí)，進(jìn)水口停止進(jìn)水。進(jìn)水口停止進(jìn)水。 設(shè)計(jì)分析：設(shè)計(jì)分析： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇閉環(huán)控制系統(tǒng)。被控根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇閉環(huán)控制系統(tǒng)。被控對(duì)象是抽水馬桶的水箱，被控量是抽水馬桶水對(duì)象是抽水馬桶的水箱，被控量是抽水馬桶水箱水位的高度，控制量是進(jìn)水管的水流量，水箱水位的高度，控制量是進(jìn)水管的水流量，水箱水位的高度與進(jìn)水量之間呈線形關(guān)系，主要箱水位的高度與進(jìn)水量之間呈線形關(guān)系，主要干擾因素是水箱的出水流量。干擾因素是水箱的出水流量。 方案構(gòu)思：方案構(gòu)思： 采用浮球作為水位高度的檢測(cè)裝置。采用浮球作為水位高度的檢測(cè)裝置。當(dāng)水箱的水位低于水箱的某個(gè)高度時(shí)，出當(dāng)水箱的水位低于水箱的某個(gè)高度時(shí)，出現(xiàn)了水位差（給定的水位高度與實(shí)際水位現(xiàn)了水位差（給定的水位高度與實(shí)際水位高度之差），這個(gè)信號(hào)通過浮球、連桿機(jī)高度之差），這個(gè)信號(hào)通過浮球、連桿機(jī)構(gòu)傳給進(jìn)水閥，使進(jìn)水閥打開，從而水箱構(gòu)傳給進(jìn)水閥，使進(jìn)水閥打開，從而水箱進(jìn)水；當(dāng)水箱水位達(dá)到水箱的某個(gè)高度時(shí)，進(jìn)水；當(dāng)水箱水位達(dá)到水箱的某個(gè)高度時(shí)，水位差為零，進(jìn)水閥關(guān)閉。水位差為零，進(jìn)水閥關(guān)閉。 控制過程：控制過程： 轉(zhuǎn)動(dòng)沖水旋鈕，使出水閥打開，水箱沖轉(zhuǎn)動(dòng)沖水旋鈕，使出水閥打開，水箱沖水。與此同時(shí)，進(jìn)水閥打開，水箱進(jìn)水，水。與此同時(shí)，進(jìn)水閥打開，水箱進(jìn)水，直到指定水位時(shí)，進(jìn)水閥關(guān)閉。直到指定水位時(shí)，進(jìn)水閥關(guān)閉。給定水位給定水位杠桿比較杠桿比較進(jìn)水閥門進(jìn)水閥門水箱水箱水位水位浮球浮球+- 控制過程控制過程方框圖方框圖： 小結(jié)：小結(jié)：1. 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路2. 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需滿足的基本條件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需滿足的基本條件3. 確定設(shè)計(jì)方案，確定設(shè)計(jì)方案，畫控制系統(tǒng)方框圖畫控制系統(tǒng)方框圖