4控制系统的工作过程与方式2
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控制系统的工作过程与方式课件
被控对象：即控制系统中所要求控制的装置和生产过程。
输出量：即控制系统所要控制的量。
学生活动
活动项目1：磁控灯 活动步骤： 第一步：搭建磁控灯模型。 第二步：接通电源，测试磁控灯的运行效果。 第三步：绘制磁控灯控制系统的方框图。
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？
特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量 到输出量之间的信号是单向传递。
列举你所知道的开环控制系统。
归纳总结
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
输入量：即控制系统的给定量。 控制器：即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。 执行器：即直接对被控对象进行控制的装置或元件。 控制量：制过程 产生影响
输出量到输入量之间的信号形成一个回路
输出 温度 脱粒量 出水量
开环控制系统 控制系统 闭环控制系统
灯的开关控制过程？
灯的开关控制的方框图：
电流
力
开关
电路
灯
（输入）
光线 （输出）
游泳池注水控制系统方框图：
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）
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影 响，这种控制称为开环控制系统。
第四单元 控制与设计
第二节 控制系统的工作过程与方式
日常生活中的控制
力
风速
（输入） 曲柄、齿轮、扇叶 （输出）
任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这 些环节就构成了一个系统，称为控制系统。
控制系统的工作过程和方式(教学案例)
控制系统的工作过程和方式(教学案例)引言控制系统是现代工程中不可或缺的一部分，它可以通过对输入信号进行处理和反馈来实现对系统状态的控制和调节。
在本教学案例中，我们将详细介绍控制系统的工作过程和方式，并通过一个实际案例进行讲解，帮助学生更好地理解控制系统的原理和应用。
控制系统的基本原理控制系统的基本原理可以简单概括为：通过对输入信号进行处理和反馈，实现对输出信号的控制和调节。
具体来说，控制系统通常包括以下几个基本要素：1.输入信号：输入信号是控制系统中的参考信号，它可以是一组预设值或输入变量。
2.处理单元：处理单元接受输入信号，并根据预先设定的控制算法进行运算和处理。
处理单元可以是一个简单的逻辑电路，也可以是一个复杂的控制算法。
3.输出信号：输出信号是经过处理和反馈后的结果，它可以控制和调节系统的状态和行为。
4.反馈单元：反馈单元接收输出信号，并与输入信号进行比较，从而产生一个反馈信号。
反馈信号可以用来调节处理单元的运算和处理过程，实现对输出信号的准确控制。
5.传递函数：传递函数描述了输入信号和输出信号之间的关系，它是控制系统设计和分析的基础。
传递函数可以通过数学模型或实验测量来确定。
控制系统的工作过程和方式控制系统的工作过程可以分为以下几个步骤：1.设置输入信号：根据系统要求和控制目标，设置输入信号的数值或变化规律。
2.处理输入信号：处理单元接收输入信号，并根据预先设定的控制算法进行运算和处理。
3.生成输出信号：处理单元根据输入信号的处理结果生成输出信号，并将其送往系统中。
4.反馈调节：反馈单元接收输出信号，并与输入信号进行比较，从而产生一个反馈信号。
反馈信号可以用来调节处理单元的运算和处理过程，实现对输出信号的准确控制。
5.循环迭代：根据反馈信号的调节，处理单元重新处理输入信号，并生成新的输出信号。
这个过程将一直循环迭代，直到系统达到期望的控制状态或目标。
控制系统的工作方式可以分为开环控制和闭环控制两种方式：开环控制开环控制是一种基本的控制方式，它没有反馈信号，无法准确调节输出信号。
控制系统的工作过程
第四单元
控制与设计
二、控制系统的工作过程 与方式
二、控制系统的工作过程与方式
1、控制系统 任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这 些环节构成了一个系统，我们称为控应关系
一个输出
电饭煲 脱粒机
红外线自 动水龙头 空调的温 度控制系 统
指出表中所列是否属于控制系 统，如果是控制系统，请指出系统 的输入、输出分别是什么。 是否属于 输入 输出 控制系统 接通电源的电信号 锅内的温度 是
设定注水 时间
(输入)
定时器
进水阀
流 水 量
游泳池
游泳池 的水位
(输出)
练习
音乐喷泉的工作原理 音乐喷泉是根据播放的音乐来控制水柱，达到与 音乐同步的效果，而水柱是由水泵来控制的，而 水泵是由三相异步电动机组成的，变频器是专门 针对电机调速的装置。音乐的不同频率经单片机 处理送到变频电机的控制端，使电机转速随音乐 的音调，节奏，和强弱变化，水泵的压力随之变 化，喷岀的水就有了高低变化。 将音乐的节奏和强度转变为控制信号。为您 提供音乐喷泉服务。
（１）、控制系统的输出量不对系统产生影响； （２）、系统的输出量直接受输入量的控制； （３）、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。
开环控制系统方框图: 输入量
要求控制的装置或生产过程。 控
控制器
执行器
制 量
被控对像
输出量
开环控制系统的组成: 对输入信号进行处理并发出
控制命令的装置或元件。
主要由控制环节和执行环节两部分组成。
直接对被控对象进行 控制的装置或元件。
二、控制系统的工作过程与方式
马上行动 列举生活中你知道的开环控制系统。
１、十字路口的红绿灯定时控制系统； ２、居民楼道里的自动声控灯控制系统； ３、公园里的音乐喷泉自动控制系统； ４、自动烘手机； ５、防盗自动报警系统； ６、火灾自动报警系统；
控制与设计
二、控制系统的工作过程 与方式
二、控制系统的工作过程与方式
1、控制系统 任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这 些环节构成了一个系统，我们称为控应关系
一个输出
电饭煲 脱粒机
红外线自 动水龙头 空调的温 度控制系 统
指出表中所列是否属于控制系 统，如果是控制系统，请指出系统 的输入、输出分别是什么。 是否属于 输入 输出 控制系统 接通电源的电信号 锅内的温度 是
设定注水 时间
(输入)
定时器
进水阀
流 水 量
游泳池
游泳池 的水位
(输出)
练习
音乐喷泉的工作原理 音乐喷泉是根据播放的音乐来控制水柱，达到与 音乐同步的效果，而水柱是由水泵来控制的，而 水泵是由三相异步电动机组成的，变频器是专门 针对电机调速的装置。音乐的不同频率经单片机 处理送到变频电机的控制端，使电机转速随音乐 的音调，节奏，和强弱变化，水泵的压力随之变 化，喷岀的水就有了高低变化。 将音乐的节奏和强度转变为控制信号。为您 提供音乐喷泉服务。
（１）、控制系统的输出量不对系统产生影响； （２）、系统的输出量直接受输入量的控制； （３）、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。
开环控制系统方框图: 输入量
要求控制的装置或生产过程。 控
控制器
执行器
制 量
被控对像
输出量
开环控制系统的组成: 对输入信号进行处理并发出
控制命令的装置或元件。
主要由控制环节和执行环节两部分组成。
直接对被控对象进行 控制的装置或元件。
二、控制系统的工作过程与方式
马上行动 列举生活中你知道的开环控制系统。
１、十字路口的红绿灯定时控制系统； ２、居民楼道里的自动声控灯控制系统； ３、公园里的音乐喷泉自动控制系统； ４、自动烘手机； ５、防盗自动报警系统； ６、火灾自动报警系统；
控制系统的工作过程与方式
执行器
被控对象
输出量
开环控制系统的方框图
开环控制系统
《一千零一夜》里有一个阿里巴巴和四十 大盗的故事，故事里有一扇神奇的门，请 写出“芝麻开门”声控开门系统的控制方 框图：
声音 声音传感器控制器 电动机 门 门的 光或开
小试验：闭上眼睛写“控制系统”四个 字
要求学生体验输出、输入、控制器、执行器、被控 对象分别是什么。 请同学们写出“闭上眼睛写字”的控制过程方框图。
想想比较环节（输入量和输出量）
冷水
水温探测器
温度设定
蒸汽 蒸汽阀
热水
蒸汽加热水槽
红绿灯智能控制系统
为了保证奥运会期间北京的交通顺畅有 序，北京启用了一种智能化的地感线圈，通 过它能感应车流量的多少，使红绿灯指挥更 加智能化。在交通路口，如果地感线圈感应 到通过的车辆超过100辆，或者车辆排队长 度超过80米，就说明进入车流量饱和状态， 这时，控制端就好自动给路口的信号机发出 指令，加长红绿灯的放行时间。反之，缩短 绿灯时间，从而保证路口的通行效率。
学以致用
如图所示为高层楼房自动稳压供水控制系统 原理图，其工作原理是：当用户用水量变化 时，管道中的水压发生变化，水压传感器把 检测到的水压信号反馈给控制器，与设定水 压进行比较，控制器根据偏差值控制电机及 水泵的转速，调节供水量，保持管道中的水 压稳定。 根据原理图及其描述，在控制系统方框图中 “ ▲ ”处填写与自动稳压供水控制系统原 理图中相对应的内容。
一、开环控制系统 游泳池注水
一般情况下，一池水需要很长的时间才能灌满， 如果由人工控制整个注水过程，很费时间。 如果进水管的进水量是均匀的，游泳池中的水 位高度与进水的时间是一一对应的。我们可以 在注水口处装一个定时器，通过定时器来控制 注水过程（时间）。
控制系统的工作过程与方式
旋转量
转动轴 （3）
庙门
打开 庙门
控制系统的输出量，不对系统的控制 产生任何的影响，这种控制系统称为开环 控制系统。
对于开环控制系统，通常可以用以下的方框图
表示：
输入量
控制器
控制量
பைடு நூலகம்
执行器
被控对象
输出量
请同学们列举所知道的开环控制系统
游泳池注水控制系统比较
设定注 水时间
定时器
水流量
进水阀门
游泳池
游泳池 的水位
+比较器
给定量
-
控制器
水流量
进水阀门
游泳池
检测装置
游泳池 的水位
空调的控制系统
设定 温度
+ 比较器 -
温度 控制器
控制量
压缩机
空气
室内 温度
温度检测装置
假如：空调设置温度为：摄氏25度，请问： 1：空调将在什么时间开始制冷？ 2：空调将在什么时间停止制冷？
瓦 特 式 速 度 调 节 器
设定 转速
+ 比较器 -
离心 调节器
进油量
控制阀
发动机
转速检测装置 齿轮组
发动机 转速
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称为闭环控制系统
对于闭环控制系统，通常可以用以下的方框图 表示：
+比较器
给定量
-
控制器
控制量
执行器
被控对象
被控量
检测装置
请同学们列举所知道的闭环控制系统
自动水门帘如何实现自动开、关的呢?
不蒙上眼睛画鼻子： 在走的过程中不断地重新确定方向。边走边
看，所以不会走偏。
4.2控制系统的工作过程与方式
按控制系统中执 行部件分为:
Open
控制系统通 常又分为:
2008.4
闭环控制系统 Closed loop control system
小游戏
在黑板上有两张大脸，“四官俱 全”，没有鼻子。请一位同学上来“填” 鼻子，一次，睁着眼睛画，另一次闭着 眼睛画。
2008.4
分析原因：
1、闭着眼睛画：
人脑控制手画鼻子： 人脑——手——鼻子 控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以 修正、调节。是个单程的控制流向。这种控制，称 为开环控制。 人脑——手——画鼻子 | 2、睁着眼睛画： |——— 眼睛—————| 人脑控制手画鼻子，在此过程中，眼睛可以把手的 位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精 细的控制手去画好鼻子。控制过程中有反馈环节可 以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回 路。这种控制称为闭环控制。
（开、关）
输出量
被控对象
（喷嘴） （喷水与否）
2008.4
马上行动： P104
• (2)公共汽车 车门的开关 控制。
控制量 （压缩空气流向）
输入量 （开、关）
控制器 （控制电路）
执行器 （执行活塞）
被控对象 （车门）
输出量 （车门的开或关）
2008.4
马上行动： P104
你知道还有哪些开环控制系统？
是否属于控制系统 电饭煲 脱粒机 红外线自动水 龙头 是 是 输入 接通电源的电信号 输出 锅内的温度
接通电源的电信号 脱粒机脱粒的量 红外线装置检测到 人手发出的信号
是
出水量
控制系统的分类:
从控制过程中人 工干预情况分为:
人工控制
自动控制
机 械 控 制 气 动 控 制 液 压 控 制 电 子 控 制 … … … 开环控制系统 loop control system
4.2控制系统的工作过程与方式2
比较器 给定水位 ﹢ 进 水流量 水 阀 门 检测装置 水箱水位
× ﹣
控 制 器
水 箱
闭环控制系统就是把系统的输出量 返回到输入端并对控制过程产生影响的 控制系统。 简单闭环控制系统的方框图如下：
给定量
比较器
﹢ × ﹣
控 制 器
执 控制量 行 器
被 控 对 象
被控量
检测装置
案例分析：空调器温度控制系统
人脑控制手画鼻子，在此过程中，眼睛可以把手的 位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精 细的控制手去画好鼻子。控制过程中有反馈环节可 以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回 路。这种控制称为闭环控制。 人脑——手——画鼻子 | |———眼睛—————|
小游戏
在黑板上有两张大脸，“四官俱全”， 没有鼻子。请一位同学上来“填”鼻子， 一次，睁着眼睛画，另一次闭着眼睛画。
分析原因：
1、闭着眼睛画：
人脑控制手画鼻子：人脑——手——鼻子 控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以 修正、调节。是个单程的控制流向。这种控制，称 为开环控制。
2、睁着眼睛画：
风扇的转速 锅内的温度 脱粒的量
水龙头的出水量
电饭煲
脱粒机 红外线自动水龙头
开环控制系统
在游泳池注水控制系统中，如果进水管单位 时间的水流量一定，那么游泳池水位的高度与进 水的时间是一一对应的。我们就可以通过设定注 水时间，使游泳池的水位达到希望的高度。将注 水的时间值（假设为2小时）设定到定时器中，开 启进水阀注水，一旦时间到达，定时器就会通知 进水阀门关闭，停止向游泳池注水。
P107 练习
2.增设定时检测温度和湿度的装置，与 给定的温度和湿度值比较，当出现偏差 时，相应调节温度和湿度。
× ﹣
控 制 器
水 箱
闭环控制系统就是把系统的输出量 返回到输入端并对控制过程产生影响的 控制系统。 简单闭环控制系统的方框图如下：
给定量
比较器
﹢ × ﹣
控 制 器
执 控制量 行 器
被 控 对 象
被控量
检测装置
案例分析：空调器温度控制系统
人脑控制手画鼻子，在此过程中，眼睛可以把手的 位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精 细的控制手去画好鼻子。控制过程中有反馈环节可 以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回 路。这种控制称为闭环控制。 人脑——手——画鼻子 | |———眼睛—————|
小游戏
在黑板上有两张大脸，“四官俱全”， 没有鼻子。请一位同学上来“填”鼻子， 一次，睁着眼睛画，另一次闭着眼睛画。
分析原因：
1、闭着眼睛画：
人脑控制手画鼻子：人脑——手——鼻子 控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以 修正、调节。是个单程的控制流向。这种控制，称 为开环控制。
2、睁着眼睛画：
风扇的转速 锅内的温度 脱粒的量
水龙头的出水量
电饭煲
脱粒机 红外线自动水龙头
开环控制系统
在游泳池注水控制系统中，如果进水管单位 时间的水流量一定，那么游泳池水位的高度与进 水的时间是一一对应的。我们就可以通过设定注 水时间，使游泳池的水位达到希望的高度。将注 水的时间值（假设为2小时）设定到定时器中，开 启进水阀注水，一旦时间到达，定时器就会通知 进水阀门关闭，停止向游泳池注水。
P107 练习
2.增设定时检测温度和湿度的装置，与 给定的温度和湿度值比较，当出现偏差 时，相应调节温度和湿度。
4.2控制系统的工作过程与方式
压缩机、电 压缩机、 冰箱（ 冰箱（被控 对象） 对象）
度
电 冰 箱 工 作
1、什么是反馈？
控制系统中，将输出量 通过适当的检测装置返回 到输入端并与输入量进行 比较的过程就是反馈。
生活中的反馈： 反馈控制是一种在计划执行一段 时间或结束后进行的事后控制，主要 为下一步计划的实施总结经验，但它 却常常是管理控制工作的主要形式。 例如投诉与反馈、留言反馈、意见反 馈、环境反馈、教学活动、超市反馈 调查表、市场信息反馈系统、工作总 结、 产品性能检验、现代酒店控制 方法等。
1、干扰因素 、
在控制系统中，除输入量（ 在控制系统中，除输入量（给 定值） 定值）外，引起被控量变化的各 种因素称为干扰因素。 种因素称为干扰因素。 通俗地讲：干扰因素就是对控制系统 的行为造成影响的因素。 的行为造成影响的因素。
一、干扰因素
有的干扰因素是由于环境造 成的， 成的，有的干扰因素是人为原因 所致。 所致。
简单闭环控制系统的方框图： 简单闭环控制系统的方框图：
给定 +比较器 控制器 量 控制量 执行器 检测装置 被控对象 被控量
干扰因素的几点说明： 3、干扰因素的几点说明： 干扰既存在于闭环控制中， 1）干扰既存在于闭环控制中，也 存在于开环控制中。 存在于开环控制中。 声控灯开环控制，除输入的 声控灯开环控制， 声音外， 声音外，其他声音就是其干扰因 素；空调房的温度控制属于闭环 控制， 控制，室外环境温度的变化就是 它的干扰因素。 它的干扰因素。
闭环控制系统 干扰与反馈
一、干扰因素 在日常生活中，干扰是时常存在的。 在日常生活中，干扰是时常存在的。 例如，人在逆风中骑自行车， 例如，人在逆风中骑自行车，逆风对 自行车的速度构成干扰， 自行车的速度构成干扰，要保持速度 不变，人就需要用力蹬车， 不变，人就需要用力蹬车，以克服这 一干扰；在飞机飞行过程中， 一干扰；在飞机飞行过程中，手机信 号对导航信号构成干扰， 号对导航信号构成干扰，直接影响飞 行安全，所以乘客必须关闭手机。 行安全，所以乘客必须关闭手机。
4控制系统的工作过程与方式2
§4.2 控制系统的工 作过程与方式
3、闭环控制系统
把系统的输出量返回到输入并对控制过程 产生影响的控制系统
干扰信号
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（信息传递是闭合回路）
马上行动：列举你所知道的开环控制系统。
红绿灯定时控制系统、防盗报警 系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制 系统、闹钟定时控制系统、声控灯、 自动烘手机、自动水龙头、洗衣机、 电风扇的风速控制、直流电动机和数 控机床等。
1）家用缝纫机的缝纫速度控制系统： 其参考框图如下:
脚踩的力
传动装置
缝纫机
缝纫机速度
输入转速
缝纫机
输出转速
2）电冰箱的温度控制系统 其参考框图如下：
设定的 温度
给定量
比较器 +
-
控制 电路 控制
器
电机压缩器 执行器
电冰箱 被控对象
感温装置 检测装置
箱内的 温度
被控量
3）走道路灯的声光控制系统
白天或夜晚光线较亮时，声控部分不起作用。当光线 较暗时，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通， 取决于声音信号的强度。当声强达到一定程度时，电路自 动接通，点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到，开关自 动关断，等待下一次声音信号触发。这样，通过对环境声 光信号的检测与处理，完成电路通断的自动开关控制。其 参考框图如下：
声光 信号
声光检测 控制装置
开关
路灯
灯亮/灭
4）交通路口红绿灯自动控制（根据车流量大小 改变红绿灯时间）系统.
目前所用的交通路口的红绿灯控制系统一般都是按给定的 时序来控制的，因此应该是开环控制系统。对车流量因素的考 虑，是在调查统计的基础上在设计给定时序时体现的。其参考 框图如下：
3、闭环控制系统
把系统的输出量返回到输入并对控制过程 产生影响的控制系统
干扰信号
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（信息传递是闭合回路）
马上行动：列举你所知道的开环控制系统。
红绿灯定时控制系统、防盗报警 系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制 系统、闹钟定时控制系统、声控灯、 自动烘手机、自动水龙头、洗衣机、 电风扇的风速控制、直流电动机和数 控机床等。
1）家用缝纫机的缝纫速度控制系统： 其参考框图如下:
脚踩的力
传动装置
缝纫机
缝纫机速度
输入转速
缝纫机
输出转速
2）电冰箱的温度控制系统 其参考框图如下：
设定的 温度
给定量
比较器 +
-
控制 电路 控制
器
电机压缩器 执行器
电冰箱 被控对象
感温装置 检测装置
箱内的 温度
被控量
3）走道路灯的声光控制系统
白天或夜晚光线较亮时，声控部分不起作用。当光线 较暗时，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通， 取决于声音信号的强度。当声强达到一定程度时，电路自 动接通，点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到，开关自 动关断，等待下一次声音信号触发。这样，通过对环境声 光信号的检测与处理，完成电路通断的自动开关控制。其 参考框图如下：
声光 信号
声光检测 控制装置
开关
路灯
灯亮/灭
4）交通路口红绿灯自动控制（根据车流量大小 改变红绿灯时间）系统.
目前所用的交通路口的红绿灯控制系统一般都是按给定的 时序来控制的，因此应该是开环控制系统。对车流量因素的考 虑，是在调查统计的基础上在设计给定时序时体现的。其参考 框图如下：
4.2控制系统的工作过程与方式
4.2控制系统的工作过 程与方式
1、控制系统： 案例分析:自行车速度的控制的实现过程、电风扇 风速的控制过程、自动门的控制过程、遥控电视频道更 换的控制过程、航空模型的控制过程
一般的控制过程都有一个输入和一个输出。
定义：任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这 些环节构成一个系统，我们称之为控制系统。 特点：控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。
【生活案例】保温电饭锅的保温控制、空调的温度控 制等等 【生产案例】温室大棚、氨气生产的反应炉温控制等 等 【复杂案例简述】导弹防空系统，战斧巡航导弹的控 制
分类：控制系统一般分为开环控制系统和闭环控制系统。
2、开环控制： 【利用前面的案例和普通游泳池注水控制系统控 制过程分别引出两个名词：输入量和输出量】 控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响， 这种控制系统成为开环控制系统。 开环控制系统抽水控制系统
3、闭环控制： 【讨论：在游泳池注水控制系统增加水位测量设 备和改变控制对象后，控制系统的过程与前面的开环 控制过程有何区别，输出量输入量之间产生了什么关 系和作用。】 把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生 影响的控制系统称为闭环控制系统。 闭环控制系统方框图：
1、控制系统： 案例分析:自行车速度的控制的实现过程、电风扇 风速的控制过程、自动门的控制过程、遥控电视频道更 换的控制过程、航空模型的控制过程
一般的控制过程都有一个输入和一个输出。
定义：任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这 些环节构成一个系统，我们称之为控制系统。 特点：控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。
【生活案例】保温电饭锅的保温控制、空调的温度控 制等等 【生产案例】温室大棚、氨气生产的反应炉温控制等 等 【复杂案例简述】导弹防空系统，战斧巡航导弹的控 制
分类：控制系统一般分为开环控制系统和闭环控制系统。
2、开环控制： 【利用前面的案例和普通游泳池注水控制系统控 制过程分别引出两个名词：输入量和输出量】 控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响， 这种控制系统成为开环控制系统。 开环控制系统抽水控制系统
3、闭环控制： 【讨论：在游泳池注水控制系统增加水位测量设 备和改变控制对象后，控制系统的过程与前面的开环 控制过程有何区别，输出量输入量之间产生了什么关 系和作用。】 把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生 影响的控制系统称为闭环控制系统。 闭环控制系统方框图：
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闭环控制系统（信息传递是闭合回路）
马上行动：列举你所知道的开环控制系统。
红绿灯定时控制系统、防盗报警 系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制 系统、闹钟定时控制系统、声控灯、 自动烘手机、自动水龙头、洗衣机、 电风扇的风速控制、直流电动机和数 控机床等。
1、音乐喷泉控制系统
音乐播放
信号处 理器
水量的大小
烟雾 信号
烟感探 测器
报警控 电信号 报 警
制器
部件
报警声
对一种自动装置的设计和分析，通常都是从输入量给定开 始，到输出量稳定为止来分析其工作过程的，一般不把人作为 环节加入其中。
1）家用缝纫机的缝纫速度控制系统： 其参考框图如下:
脚踩的力
传动装置
缝纫机
缝纫机速度
输入转速
缝纫机
输出转速
2）电冰箱的温度控制系统 其参考框图如下：
声光 信号
声光检测 控制装置
开关
路灯
灯亮/灭
4）交通路口红绿灯自动控制（根据车流量大小 改变红绿灯时间）系统.
目前所用的交通路口的红绿灯控制系统一般都是按给定的 时序来控制的，因此应该是开环控制系统。对车流量因素的考 虑，是在调查统计的基础上在设计给定时序时体现的。其参考 框图如下：
设定好亮 /灭时序
喷
喷水
喷泉的 泉 喷水量
输入量为音乐的播放，输出量为喷泉喷水与停止，控制 量为水量的大小。
2、公共汽车车门的开关控制：
开关 （输入）
电磁阀
气动活塞
车门
开/关 （输出）
输入量为开关信号，输出量为车门的开与关，控制量为 气动活塞的行程。
探究： （1）酒店自动叫醒报务控制系统的工作过程，画出方框图。
设定叫 醒时间
§4.2 控制系统的工 作过程与方式
复习：
1、控制系统：
开环控制系统 闭环控制系统
2、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
输入量 控制器
控制量
输出量
执行器
被控对象
开环控制系统（信息传递是单向的）
3、闭环控制系统
把系统的输出量返回到输入并对控制过程 产生影响的控制系统
+ -
反馈环节
时序控 制装置
红绿灯
输出亮/ 灭时序
电脑
客房电话
叫醒信号
（2）当系统自身计时出现误差时，叫醒报务时间是否准确？ 也就是系统能否修正这一误差？
是一个开环系统，所以如果系统自身时间计时有误，系 统不能自动调整过来，叫醒时间也就要出差错。
2）火灾自动报警系统由火灾探测器、现场报警部件、报警 控制器组成。火灾探测器包括感烟探测器和感温探测器，现 场报警器包括警铃、讯响铃、报警门灯等，报警控制器按显 示方式分为数码显示和液晶显示两种不同的类型。
设定的 温度
给定量
比较器 +
-
控制 电路 控制
器
电机压缩器 执行器
电冰箱 被控对象
感温装置 检测装置
箱内的 温度
被控量
3）走道路灯的声光控制系统
白天或夜晚光线较亮时，声控部分不起作用。当光线 较暗时，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通， 取决于声音信号的强度。当声强达到一定程度时，电路自 动接通，点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到，开关自 动关断，等待下一次声音信号触发。这样，通过对环境声 光信号的检测与处理，完成电路通断的自动开关控制。其 参考框图如下：
马上行动：列举你所知道的开环控制系统。
红绿灯定时控制系统、防盗报警 系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制 系统、闹钟定时控制系统、声控灯、 自动烘手机、自动水龙头、洗衣机、 电风扇的风速控制、直流电动机和数 控机床等。
1、音乐喷泉控制系统
音乐播放
信号处 理器
水量的大小
烟雾 信号
烟感探 测器
报警控 电信号 报 警
制器
部件
报警声
对一种自动装置的设计和分析，通常都是从输入量给定开 始，到输出量稳定为止来分析其工作过程的，一般不把人作为 环节加入其中。
1）家用缝纫机的缝纫速度控制系统： 其参考框图如下:
脚踩的力
传动装置
缝纫机
缝纫机速度
输入转速
缝纫机
输出转速
2）电冰箱的温度控制系统 其参考框图如下：
声光 信号
声光检测 控制装置
开关
路灯
灯亮/灭
4）交通路口红绿灯自动控制（根据车流量大小 改变红绿灯时间）系统.
目前所用的交通路口的红绿灯控制系统一般都是按给定的 时序来控制的，因此应该是开环控制系统。对车流量因素的考 虑，是在调查统计的基础上在设计给定时序时体现的。其参考 框图如下：
设定好亮 /灭时序
喷
喷水
喷泉的 泉 喷水量
输入量为音乐的播放，输出量为喷泉喷水与停止，控制 量为水量的大小。
2、公共汽车车门的开关控制：
开关 （输入）
电磁阀
气动活塞
车门
开/关 （输出）
输入量为开关信号，输出量为车门的开与关，控制量为 气动活塞的行程。
探究： （1）酒店自动叫醒报务控制系统的工作过程，画出方框图。
设定叫 醒时间
§4.2 控制系统的工 作过程与方式
复习：
1、控制系统：
开环控制系统 闭环控制系统
2、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
输入量 控制器
控制量
输出量
执行器
被控对象
开环控制系统（信息传递是单向的）
3、闭环控制系统
把系统的输出量返回到输入并对控制过程 产生影响的控制系统
+ -
反馈环节
时序控 制装置
红绿灯
输出亮/ 灭时序
电脑
客房电话
叫醒信号
（2）当系统自身计时出现误差时，叫醒报务时间是否准确？ 也就是系统能否修正这一误差？
是一个开环系统，所以如果系统自身时间计时有误，系 统不能自动调整过来，叫醒时间也就要出差错。
2）火灾自动报警系统由火灾探测器、现场报警部件、报警 控制器组成。火灾探测器包括感烟探测器和感温探测器，现 场报警器包括警铃、讯响铃、报警门灯等，报警控制器按显 示方式分为数码显示和液晶显示两种不同的类型。
设定的 温度
给定量
比较器 +
-
控制 电路 控制
器
电机压缩器 执行器
电冰箱 被控对象
感温装置 检测装置
箱内的 温度
被控量
3）走道路灯的声光控制系统
白天或夜晚光线较亮时，声控部分不起作用。当光线 较暗时，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通， 取决于声音信号的强度。当声强达到一定程度时，电路自 动接通，点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到，开关自 动关断，等待下一次声音信号触发。这样，通过对环境声 光信号的检测与处理，完成电路通断的自动开关控制。其 参考框图如下：