高二通用技術(shù)控制與設(shè)計(jì)期末復(fù)習(xí)提綱一、控制的手段與應(yīng)用控制的手段控制的含義：人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展，這就是控制。案例分析：大禹治水理解任何控制現(xiàn)象，都要明確控制的對(duì)象是什么，控制要達(dá)到什么目的和采取什么控制手段。例如：人力三輪車轉(zhuǎn)彎過程中的方向控制問題，其控制的對(duì)象就是人力三輪車，控制的目的是為了改變?nèi)嗆囆旭偟姆较?，控制的手段是騎車人通過雙手轉(zhuǎn)動(dòng)車把，改變前輪的方向并帶動(dòng)后輪?？刂频氖侄危嚎刂频膶?shí)現(xiàn)需要通過一定的手段。從控制過程中人工干預(yù)的情形來分，控制有人工控制和自動(dòng)控制。人工控制是在人的直接干預(yù)和全程干預(yù)下進(jìn)行的。人工控制乂稱手動(dòng)控制。自動(dòng)控制是指在無人直接參與的情況下，使事物的變化準(zhǔn)確地按照期望的方向進(jìn)行。按執(zhí)行部件的不同，控制可分為機(jī)械控制、氣動(dòng)控制、液壓控制、電子控制等。有時(shí)，控制手段乂可以綜合的?？刂频膽?yīng)用控制應(yīng)用到生活中，提高了人們的生活質(zhì)雖。生產(chǎn)中往往需要對(duì)溫度、濕度、壓力、速度及加工動(dòng)作行控制，控制在生產(chǎn)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。提高質(zhì)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。二、控制系統(tǒng)的工作過程與方式控制系統(tǒng)：任何一種控制的實(shí)現(xiàn)，都要通過若干個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)一個(gè)系統(tǒng)，我們稱之為控制系統(tǒng)。一般的控制過程都有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出，控制系統(tǒng)的輸出之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系?？刂葡到y(tǒng)一般分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的輸出雖不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng)。如十字路口的紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)、樓宇的防盜報(bào)警控統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、公園的音樂噴泉自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)門、賓館自動(dòng)叫醒服務(wù)等。常采用方框來表示系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，用單向信號(hào)線來表示系號(hào)傳遞的方向，這種圖稱為控制系統(tǒng)的方框圖，它表示個(gè)環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的位置、功能和相互之間的關(guān)系。開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖如下：沁源一中教學(xué)一部高二年級(jí)等進(jìn) 雖和生產(chǎn)構(gòu)成輸入控制制系電子們鈴、統(tǒng)信了系統(tǒng)的各技術(shù)與設(shè)計(jì)2復(fù)習(xí)提綱輸入雖即控制系統(tǒng)的給定雖，如游泳池進(jìn)水的設(shè)定時(shí)間；輸出雖即控制系統(tǒng)所要控制的雖，也是控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)，如游泳池的水位被控對(duì)象即控制系統(tǒng)中所要求的裝置或生產(chǎn)過程，如游泳池；執(zhí)行器即直接對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的裝置或元件，如進(jìn)水閥門；控制器即對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件,如控制電路；控制H即執(zhí)行器的輸出信號(hào)，如流過閥門的水H。閉環(huán)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的輸出雖返回到輸入端并對(duì)控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。從反饋來看，閉環(huán)控制系統(tǒng)就是指在系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出雖對(duì)控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控制雖的偏簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖如下：檢測(cè)裝置測(cè)n出被控n并返回到系統(tǒng)的輸入端；是比較器，它將給定雖與所檢測(cè)的被控雖進(jìn)行比較，求出偏差值；控制器將這一偏差值進(jìn)行運(yùn)算處理，并向執(zhí)行器下達(dá)控制指令;執(zhí)行器根據(jù)指令對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，從而使被控雖穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)多了一個(gè)由檢測(cè)裝置組成的環(huán)節(jié)。檢測(cè)裝置起到檢測(cè)輸出n與輸入n差值的作用三、閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋干擾因素在控制系統(tǒng)中，除輸入雖以外，引起被控雖變化的各種因素稱為干擾因素。有的干擾因素是環(huán)境造成的，如影響自行車行駛速度的變化的自然風(fēng)等；有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機(jī)導(dǎo)航信號(hào)的手機(jī)信號(hào)等。在控制系統(tǒng)中，干擾因素可能有一個(gè)，也可能有若干個(gè)控制系統(tǒng)在工作中必須克服干擾，使被控雖穩(wěn)定。有些情況可以利用干擾因素實(shí)現(xiàn)某種目的。如在軍事演習(xí)中，紅方利用一定頻率的電磁波對(duì)藍(lán)方的信息指揮系統(tǒng)進(jìn)行干擾，使之不能正常工作。反饋什么是反饋控制系統(tǒng)中，將輸出雖通過適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置返回到輸入并與輸入雖進(jìn)行比較的過程，就是反饋。利用反饋來分析和處理被控制對(duì)象，通過系統(tǒng)的輸出來調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標(biāo)運(yùn)用的方法，稱為反饋方法。如普通電水壺將水加熱至沸騰時(shí)，需要人工關(guān)閉電源，而自動(dòng)電水壺具有擋水沸騰時(shí)自動(dòng)切斷電源的功能，終究是運(yùn)用反饋方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的結(jié)果。閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程從反饋來看，閉環(huán)控制系統(tǒng)就是指在系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出雖對(duì)控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控制H的偏差。一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠克服外界干擾，使被控雖控制在給定值附近。案例分析：供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)被控對(duì)象：水箱被控雖：水箱中的水位執(zhí)行器：進(jìn)水閥門控制器：機(jī)械或電氣控制裝置干擾因素：水箱的出水雖，水箱水面蒸發(fā)的水雖等閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較開環(huán)控制系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡單，適用于控制精度要求不高而系統(tǒng)本身的元件乂比較穩(wěn)定的場(chǎng)合。閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較麻煩，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高。閉環(huán)控制系統(tǒng)是自動(dòng)控制中廣泛采用的一種方式，用于要求高精度和高可靠性的場(chǎng)合。閉環(huán)控制系統(tǒng)都是自動(dòng)控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)不一定是閉環(huán)控制系統(tǒng)。功能模擬方法：以功能和行為的相似性為基礎(chǔ)，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬法。黑箱方法：把將要研究的系統(tǒng)作為黑箱，通過對(duì)系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究，進(jìn)而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法，就是黑箱方法。黑箱方法提供了一種不必打開黑箱就可以研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的方法。例如，通過輸入圖像、電或聲音信號(hào)，觀測(cè)、分析腦電波的輸出反應(yīng)，研究人腦對(duì)視覺或聽覺信息的傳遞、變換和就是黑箱方法的運(yùn)用處理功能，得知人腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié),四、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施