【学习目标】▼ ▲
1、理解控制的涵义。
2、掌握控制的分类(开环控制和闭环控制),会区分开环控制和闭环控制。
3、理解反馈的概念。
4、知道什么是手动控制和自动控制。
【教学过程】
一、控制的概念 ▼ ▲
我们经常听到“控制情绪”、“控制病情”、“控制温度”、“生产控制”、“成本控制”等等说法。
控制存在于社会方方面面,比如汽车生产线、交通指挥系统、恒温的蔬菜大棚等都是控制技术的应用实例。
控制----为了实现一定的目的,通过一定的方法使事物沿着某一确定的方向发展,这就是控制。
控制的主要特点是:维持预定的平衡,当控制结果出现偏差时,能迅速采取纠正行动。
二、控制的分类
控制分为开环控制和闭环控制。
1、开环控制系统:不将控制的结果反馈回来影响控制作用的系统,称为开环控制系统。
开环控制案例1:投飞镖▼ ▲
我们在投掷飞镖时,大脑控制手臂的投掷动作将飞镖掷出。当飞镖飞出后,飞镖的飞行就不可控制了。能否命中目标,取决于飞镖脱离手时的状态。
2、闭环控制系统:能将控制的结果反馈回来与希望值进行比较,并根据它们的误差及时调整控制作用的系统称为闭环控制系统。
闭环控制案例:
例1、骑自行车▼ ▲
骑自行车时,我们通过眼睛观察,把路面情况和行车路线反馈给大脑,如果行车出现偏差,大脑会指挥我们的手和脚对自行车行驶进行纠正。
例2、瓦特式离心调速器 ▼ ▲
反馈环节:系统中将控制结果反馈回来的部分,称为反馈环节。
闭环控制系统的优点:当控制结果出现偏差时,能够对其进行修正。所以其控制效果好,精度高。
闭环控制系统的缺点:结构复杂,成本较高。
开环控制系统的优点:结构简单,成本低廉,工作稳定。
开环控制系统的缺点:不能自动修正被控制量的误差、系统参数的变化或外来未知干扰都会影响系统精度。
闭环控制系统和开环控制系统选用原则。 ▼ ▲
如果系统的输入量能预先知道,并且不存在任何扰动(或系统对扰动的影响不敏感),则采用开环控制更为合适。如电风扇的转速调节系统,工业上使用的数字程序控制机床等。
如果系统中存在无法预计的扰动或系统中元件的参数存在着无法预计的变化时,则采用闭环控制系统更有优越性。如瓦特式离心调节器,电视制导导弹控制系统。
三、手动控制和自动控制
手动控制系统:必须在人的直接干预下才能完成控制任务的系统称为手动控制系统。如教室的手动电灯开关。
自动控制系统:控制的过程中不需要人的干预,就可以按期望规律或程序进行的控制系统称为自动控制系统。 如瓦特式离心调节器、汽车巡航定速装置。▼ ▲
定速巡航系统 CRUISE CONTROL SYSTEM 缩写为CCS,又称为定速巡航行驶装置,速度控制系统,自动驾驶系统等.其作用是: 按司机要求的速度合开关之后,不用踩油门踏板就自动地保持车速,使车辆以固定的速度行驶.采用了这种装置,当在高速公路上长时间行车后,司机就不用再去控制油门踏板,减轻了疲劳,同时减少了不必要的车速变化,可以节省燃料。