简单开环控制系统的方框图
开环闭环控制系统方框图
开环控制系统方框图20例
1、水泵抽水控制系统
2、家用窗帘自动控制系统
3、宾馆自动门控制系统
4、楼道自动声控灯装置
5、游泳池定时注水控制系统
6、十字路口的红绿灯定时控制系统
控制量 控制量 （水流量）
控制量 控制量 控制量 控制量 控制量
14、根据车流量大小自动改变红绿灯时间控制系统
15、普通全自动洗衣机控制系统
16、手电筒控制装置
17、宾馆自动门加装压力传感器防意外事故自动控制系统
18、可调光台灯控制系统
19、电吹风控制系统
20、普通电风扇控制系统
控制量 控制量 控制量
输入量 （压力传感器是否测到压力异常信号） 控制量 控制量
控制量
控制量
闭环控制系统方框图12例
1
2、投篮
3、供水水箱的水位自动控制系统
4、加热炉的温度自动控制系统
5、抽水马桶的自动控制系统
6、花房温度控制系统
7、夏天房间温度控制系统
8、家用电饭锅保温控制系统
9、家用电冰箱温度控制系统
给定量
给定量
被控量
给定量
被控量
给定量
被控量
给定量
被控量
给定量
给定量
被控量
房内实
给定量
被控量
控制量 被控量 冰箱实
给定量 （设定的温度）（设定的温度）
被控量
—80℃） 控制量
10、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统
11、粮库温、湿度自动控制系统
12、自动保温电热水壶控制系统
被控量
给定量 控制量 被控量 粮库内
给定量（设定控制量 给定量
控制量。
一、控制系统框图的绘制方法
给定值 -
控制器
执行器
被控对象
被控量
反馈环节
闭环控制系统框图
控制系统 反馈环节 控制精度
应用范围
结构
成本
闭环
有
精度高
高精度、 高可靠、
结构复杂 成本高
开环
无
精度较低 控制精度
结构简单 成本低
要求不高
系统框图绘制技巧
输入量 控制器
控制量
输出量
执行器
被控对象
给定值 -
开环控制系统框图
控制器
执行器
被控对象
被控量
反馈环节
闭环控制系统框图
给定值 -
控制系统框图
控制器
执行器
被控对象
反馈环节
被控量
• 绘制技巧P112：
从右往左画：先画 被控对象 再画 执行器 再画 控制器
再画 反馈环节
最后画
夏天房间温度控制系统
给定值ห้องสมุดไป่ตู้+
-
夏天房间温度控制系统
控制器
执行器
被控对象
被控量
反馈环节
设定的 温度
闭环控制系统框图
学习目标：
1. 掌握开、闭环控制系统的组成，理解它们的区别。 2. 掌握系统框图的组成部分。 3. 学会用框图描述控制系统，并掌握绘图技巧。
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1打1开 ；当人离开门口后一段时间，门关闭 。
• 自动门的功能和技术要求：
设定注水的时间 定时器
水流量
进水阀门
游泳池
游泳池的水位
开环控制系统
开环闭环控制系统方框图
开环闭环控制系统
方框图
1
2020年4月19日
2020年4月19日
开环控制系统方框图20例
1、水泵抽水控制系统
2、家用窗帘自动控制系统
4、楼道自动声控灯装置
5、游泳池定时注水控制系统
控制
控制
控制
控制
控制
6、十字路口的红绿灯定时控制系统
7、公园音乐喷泉自动控制系统
8、自动升旗控制系统
9、宾馆火灾自动报警系统
10、宾馆自动叫醒服务系统
控制
控
控制
控制
控制
4
2020年4月19日
13、家用缝纫机缝纫速度控制系统
14、根据车流量大小自动改变红绿灯时间控制系统
15、普通全自动洗衣机控制系统
16、手电筒控制装置
控制控制
控制
控制
控制
5
17、宾馆自动门加装压力传感器防意外事故自动控制系统
18、可调光台灯控制系统
19、电吹风控制系统
20、普通电风扇控制系统
闭环控制系统方框图12例
输入量 （压力控制
控制
控制
控制
被控
给。
开环控制系统与闭环控制系统的区别及相关的实例
开环控制系统与闭环控制系统的区别及相关的实例
开环控制系统：不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统
举例：打开灯的开关——按下开关后的一瞬间，控制活动已经结束，灯是否亮起以对按开关的这个活动没有影响；
闭环控制系统：可以将控制的结果反馈回来与希望值比较，并根据它们的误差调整控制作用的系统
举例：调节水龙头——首先在头脑中对水流有一个期望的流量，水龙头打开后由眼睛观察现有的流量大小与期望值进行比较，并不断的用手进行调节形成一个反馈闭环控制；骑自行车——同理不断的修正行进的方向与速度形成闭环控制
开环闭环的区别：1、有无反馈；2
、是否对当前控制起作用。
开环控制一般是在瞬间就完成的控制活动，闭环控制一定会持续一定的时间，可以借此判断。
判断：骑自行车——人工闭环系统，导弹——自动闭环系统，人打开灯——人工开环系统，自动门、自动路灯——自动开环系统
开环控制系统方框图5例
开环控制系统的方框图：
1、水泵抽水控制系统
2、家用窗帘自动控制系统
3、楼道自动声控灯装置
4、游泳池定时注水控制系统 控制量
控制量 控制量 控制量 控制量
5、十字路口的红绿灯定时控制系统
闭环控制系统方框图5例
闭环控制系统的方框图：
1、供水水箱的水位自动控制系统
2
3、抽水马桶的自动控制系统
控制量
给定量
被控量
给定量 被控量
给定量
被控量
给定量
4、家用电饭锅保温控制系统
5、家用电冰箱温度控制系统
给定量
被控量
—80℃） 控制量
被控量 冰箱实
给定量。
常见开环控制系统方框图知识讲解
被控对象——控制系统所要控制的装置或生产过程。
控制量——执行器的输出信号，一般是影响被控量变化的因素；（输出量≠控制量，输出量＝被控量）
1.自动门的控制系统
自动门工作过程：
（1）当有人到达门前某一距离时，传感器感知，并发出“有人”的信号
（2）控制器接到传感器传来的信号后，经变换放大后传给电动机（这里的电动机叫做执行器，也称为驱动器）；
19.希罗的自动门控制系统
20.电子门铃的开环电子控制系统
（3）电动机根据传来的开门信号转动，门被打开（这里的门叫做被控制对象，也称为控制对象，简称对象）
（4）控制器保持开门信号延迟后，自动发出关门信号，电动机反转，门重新关闭。
自动门控制系统的方框图：
2.水泵抽水控制系统：
3.家用窗帘自动控制系统
4.楼道自动声控灯装置
5.游泳池定时注水控制系统
6.十字路口的红绿灯定时控制系统
常见开环控制系统方框图
常见开环控制系统方框图
开环控制系统：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。
开环控制系统特征：系统的输出方框图：
输入量——控制系统的给定量；
输出量——控制系统所要控制的量；
控制器——对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件；
7.公园音乐喷泉自动控制系统
8.自动升旗控制系统
9.宾馆火灾自动报警系统
10.宾馆自动叫醒服务系统
11.公共汽车车门开关控制系统
12.普通全自动洗衣机控制系统
13.可调光台灯控制系统
14.电吹风控制系统
15.普通电风扇控制系统
16.电饭锅煮饭控制系统
17.手电筒控制系统
18.家用缝纫机缝纫速度控制系统
4.2_控制系统的基本组成
对“自动门”的扩展探究：
⑤如何将自动门装置改为汽车车库中的自动门？
人体热辐射 红外传感器
控制电路
电机
转动
自动门
开或关
输入量
控制器
执行器
控制量
被控对象
输出量
开环控制系统的特点：
1、系统的输出量直接受输入量的控制； 2、信号（或信息）的传递是单向的，总
是从输入端单向传至输出端。
例: 电子门铃的开环电子控制系统
随堂检测
1、下列控制系统中，属于开环控制系统的是（ D ） A、电冰箱的温度控制 B、计算机的CPU上的风扇的转速控制 C、现代化农业温室的温度控制 D、家用缝纫机的缝纫速度控制 2、下面控制系统中，属于闭环控制的有（ C ） A、电风扇机械定时开关控制系统 B、电子门铃控制系统 C、电磁炉温度自动控制系统 D、自行车制动系统
红外线探测器
在红外线探测器中，热电元件检测人体 的存在或移动，并把热电元件的输出信 号转换成电压信号。然后，对电压信号 进行波形分析。
红外线探测器
这种探测器是以探测人体辐射为目标的。 所以辐射敏感元件对波长为10μm左右的红 外辐射必须非常敏感。 为了对人体的红外辐射敏感，在它的 辐射照面通常覆盖有特殊的菲尼尔滤光片， 使环境的干扰受到明显的控制作用。
苏 轼 ： “ 缺 月 挂 疏 桐 ， 漏 断 人 初 静 。 ”
二、闭环控制系统
1、夜半时刻，在十字路口，没有行人，汽车 却仍然要等待？怎么办？
2、游泳池注水或楼顶水箱注水，时间到了可 是有时水满了，有时却未满，怎么办？ ·· ·· ·· ·· ·· ··
自动饮水鸟
自动喂水模型
下图是一个典型的闭环控制系统—— 水箱水位的闭环控制系统 P108
开环控制系统与闭环控制系统方框图几例
开环控制系统与闭环控制系统方框图几例（仅供参考）1.普通机械式电饭煲简单的工作过程如下：接通电源，拨动杠杆按钮，给出做饭指令，磁钢吸合，拉住与之相连的杠杆，杠杆拨动微动开关，微动开关在杠杆的按压下接通加热回路，磁钢铝壳帽与锅底接触，开始加热。
当饭熟时（不再有水的沸腾），锅底温度升高，磁钢温度达到150℃时失去磁性，在弹簧力作用下，杠杆下移，微动开关恢复常态，结束加热状态。
此时电源仍是接通状态，由于双金属片温控器的作用，电饭煲进入保温状态（70度以下），这就是电饭煲接通电源后即使不按键也能得到温水的原因。
但不按下杠杆按键则煮不熟饭。
由上面的工作过程可知，普通电饭煲虽然简单，但其控制过程还是比较复杂的。
其工作流程为：给出“做饭”指令——进入加热状态——判断是否达到150度，没有达到，继续加热，如果达到，则进入保温状态。
从这个流程知道，电饭煲的控制，从总体上说，仍是一个开环控制。
因为，输入一个“做饭”指令，输出的就是“做饭”状态。
如果输入的是“温水”指令，则输出的状态就是“温水”状态。
即输入量和输出量是一一对应的。
但是，其局部环节还有反馈。
其参考方块图如下：3.宾馆、酒店的“自动叫醒服务系统”是一个开环控制系统。
参考框图如下：4．家用缝纫机的缝纫速度控制系统缝纫机“转速控制系统”的控制对象应该是“缝纫机”不应该是“机针”。
对缝纫机来说，还有其它控制系统，如“针距控制系统”、“倒车控制系统”等，这些系统的控制对象都是缝纫机。
参考框图如下：注：有些学生会认为这个控制系统是一个闭环控制系统，理由是人可以不断调整缝纫的转速。
其实这种理解是错误的。
它不是闭环的原因是：第一，它输入的转速不是恒定的，没法与输出转速进行比较。
第二，“人”作为操作者，对控制系统施加控制指令的行为，不能视为“人作为某个环节参与了控制系统”。
5.走道路灯的声光控制系统声光自动控制白炽灯开关的基本工作原理如下：白天或夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。
开环闭环控制系统方框图
1、水泵抽水控制系统2、家用窗帘自动控制系统4、楼道自动声控灯装置5、游泳池定时注水控制系统控制量 控制量控制量控制量控制量控制量6、十字路口的红绿灯定时控制系统8、自动升旗控制系统9、宾馆火灾自动报警系统10、宾馆自动叫醒服务系统11、活动猴控制系统 控制量控制量 控制量控制量控制量13、家用缝纫机缝纫速度控制系统14、根据车流量大小自动改变红绿灯时间控制系统15、普通全自动洗衣机控制系统17、宾馆自动门加装压力传感器防意外事故自动控制系统控制量控制量控制量控制量控制量18、可调光台灯控制系统19、电吹风控制系统20、普通电风扇控制系统闭环控制系统方框图12例输入量 （压力传感器是否测到控制量控制量控制量控制量给定量1、家用压力锅工作原理2、投篮3、供水水箱的水位自动控制系统4、加热炉的温度自动控制系统给定量被控量给定量被控量给定量被控量给定量5、抽水马桶的自动控制系统6、花房温度控制系统7、夏天房间温度控制系统8、家用电饭锅保温控制系统被控量给定量 给定量被控量房内实给定量被控量控制量给定量被控量控制量9、家用电冰箱温度控制系统10、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统11、粮库温、湿度自动控制系统12、自动保温电热水壶控制系统被控量给定量被控量 冰箱实给定量被控量 粮库内给定量（设定控制量给定量。
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手动 手动控制
电动 手动控制
电动 自动控制
二、控制的分类
按执行部件分
机械控制 气动控制 液压控制 电子控制
机械控制 气动控制 液压控制 电子控制
公交车门气动控制示意图
1.气缸 2.贮气罐 3.活塞 4.三通阀门 6与9刚结, 8、9为车门
汽车液压制动示意图
二、控制的分类
按系统功能分
温度控制 压力控制 速度控制 位置控制
……
一、控制系统
自动路灯系统
外界光线 的强弱
电路、灯泡
灯泡的 亮与熄
控制系统
输入
控制系统
输出
输出与输入之间有一定的对应关系
控制的实现要通过若干个环节共同 实现，这些环节所涉及的装置构成的系 统称为控制系统。
游泳池的注水控制系统
设定注 水时间 (输入)
音乐的 强弱 (输入)
声电转 化装置
按开关 (输入)
控制器
水泵
水压 喷泉
活塞的运动
电磁阀
车门
喷泉的 高度 (输出)
车门 开闭 (输出)
2.列举你所了解的开环控制系统的例子，说明其 控制工作过程，并画出方框图。
用遥控器选择电视频道
接收不同频率的信号
按键 (输入)
控制器
执行器
电视机屏幕
宾馆自动叫醒服务系统
定时器
水流量
进水阀门
游泳池
游泳池 的水位 (输出)
开环控制系统：
指输出量不对系统的控制产生任何影 响的控制系统。
自动门的控制系统
人体热 辐射 (输入)
控制电路
转动
电机
自动门
门的 开闭 (输出)
简单开环控制系统的方框图：
输入量 控制器
控制量
执行器
被控对象 输出量
马上行动
1.用方框图说明下列开环控制系统的工作过程， 并注明方框中的各个环节的具体内容以及输入量、 输出量和控制量。 （1）音乐喷泉的控制。 （2）公共汽车车门的开关控制。
一、控制的涵义
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的 方向发展。
理解控制现象，需要明确： 1 控制的对象是什么 2 控制要达到什么目的 3 采取什么控制手段
二、控制的分类
人工控制:控制过程是在人的直接干预和全程 干预下进行的。
自动控制:指在无人直接参与的情况下，使事物 的变化准确地按照期望的方向进行。
不同 节目 (输出)
接通需叫醒的房间电话
叫醒时间、 房号
控制器
执行器
电话机
(输入)
火灾自动报警系统
接通报警部件电源
烟雾 (输入)
控制器
执行器
报警部件
叫醒 信息 (输出)
报警 信号 (输出)
游泳池的注水控制系统
设定注 水时间 (输入)
定时器
水流量
进水阀门
游泳池
游泳池 的水位 (输出)
比较器
给定 +
水位
指在系统的输出量返回到输入端并对控制过 程产生影响的控制系统。
简单开环控制系统的方框图：
输入量
控制器
控制量
执行器
被控对象
输出量
简单闭环控制系统的方框图：
比较器
给定量 +
控制器
-
控制量
执行器
被控对象
检测装置
被控量
Hale Waihona Puke (输入)-控制器
水流量
进水阀门
游泳池
检测装置
游泳池 的水位 (输出)
闭环控制系统：
指在系统的输出量返回到输入端并对控制过 程产生影响的控制系统。
课堂小结
控制系统：
是指由控制主体、控制客体和控制媒体组 成的具有自身目标和功能的管理系统。
开环控制系统：
指输出量不对系统的控制产生任何影响的 控制系统。
闭环控制系统：