1.1有传感器的开环控制系统:比如自动门控制系统、声控灯控制系统,红外线自动水龙头 “某某装置”检测到“某某”信号,该信号输入到“控制器”,“控制器”发出相应的指令,让“执行器”“运作”,使“控制对象”“怎么样”。
“某某装置”检测到信号,“控制器”接收到该信号后,便发出相应的指令,让“执行器”“运作”,使控制对象“怎么样”。
说明:
“某某装置”:传感器,比如红外传感器,声音传感器,光传感器等等
“某某”信号:红外信号,声音信号,光线信号
“控制器”,“执行器”,“控制对象”等都是可以从控制系统的方框图里读出;“运作”,即“控制量”转化成动词;“怎么样”,即“被控量”转化成动词。
注意点:
在阐述工作过程时,要把控制系统所有状态的控制都写出来,可以按照以上的模式阐述,但是可以简洁一些。
例如自动门的控制系统,要说明如何自动开启,也要说明如何自动关闭。
实际上,写控制系统的工作过程就是将方框图转化为文字表述,所以在写的时候一定要利用好方框图。
同理,在写方框图的时候,也是从工作过程找到“控制器”、“执行器”等等。
举例:自动门控制系统
红外装置检测到人体的红外信号,该信号输入到控制电路,控制电路便发出相应的指令,让电机转动,从而使门开启。
当门开启之后,如果没有人在门四周,控制电路作出判断,并发出指令,电机就反向转动,使门关闭。
1.2无传感器的开环控制系统:农业灌溉水泵抽水系统,电风扇风速控制系统
“一个输入量”,“控制器”接收到该信号后,便发出相应的指令,让“执行器”“运作”,使控制对象“怎么样”。
举例:农业灌溉水泵抽水系统
表述一:只要接通电源,电机接受到该信号后,带动水泵工作,水从水管里排出。
只要关闭电源,电机停止工作,停止供水。
表述二:只要接通电源,电机就带动水泵工作,水从水管里排出。
只要关闭电源,电机停止工作,停止供水。
水流量
输入量
到人热辐射
发出的信号)
门开或门关
“某某检测装置”测出“被控量”,与给定值进行比较,其偏差值进入“控制器”, “控制器”发出相应的指令,让“执行器”“运作”,使“控制对象”的“被控量”回到给定值。
说明:偏差值有正负,所以控制过程必须把这两种状态都表述了,格式雷同。
举例:供水水箱的水位自动控制系统
当水箱的出水流量增大时,水位下降,液位检测装置测出水位后,与给定水位进行比较,其偏差值进入控制器,控制器发出相应指令,将阀门开大(增加进水流量),使水位回升到给定值。
反之,当出水流量减小时,通过控制器调节阀门,将阀门关小,使水位回到给定值。
三、画方框图的一种方法
信号分析法:以信号定对象(这个“对象”不光是“被控对象”,包括控制器、执行器和检测装置等等),以对象定系统。
1、首先确定被控量(这是一个信号,即“信息的表达”)是什么。
这涉及到构成控制系统的目的。
例如,空调的温度控制系统的目的是控制房间内的温度,所以它的被控量是实际温度。
水箱的水位自动控制系统的目的是维持水箱的水位,所以它的被控量是实际水位。
2、然后确定控制量(这也是一个信号)是什么。
控制量是a 、能够被控制系统主动改变的,b 、能够改变被控量的那个“量”。
例如,空调的温度控制系统,影响房内的温度的因素很多,有房间里人的数量、室外的温度、门窗的开关,还有空调释放的冷气量。
只有冷气量是空调控制系统能够主动改变的,其他都是“干扰因素”
3、现在我们选定了被控量和控制量,于是被控对象就“呼之欲出”了。
什么是被控对象?以控制量为输入、以被控量为输出的那个“对象”,就是被控对象。
4、控制系统中其他组成成分的确定方法,可依此类推。
一旦控制系统中所有“信号”和“对象”一一确定后,“闭环”还是“开环”的问题就迎刃而解了——画出系统框图看一看!
1、风力发电机运行时风轮对准风向才能获得最大风能,
如图所示是风力发电机跟踪风向的控制系统示意图,风向
测定装置将检测到的风向信号送给迎风控制装置与设定
值比较,迎风控制装置根据角度偏差信号控制偏航电机运
转,调整风轮角度,使风轮始终对准风向。
(1)根据描述,在跟踪风向的控制系统方框中 处
填写相应的内容。
给定水
位 控制器 阀门 开度 水箱 实际水位
比较器
检测装置
+ -
(2)风向测定装置将检测到的风向信号送给迎风控制装置与设定值比较的过程称为
2、一般多层楼房都不配备电梯,老年人上下楼梯不方便。
如图所示是某公司研制的简易电梯示意图,电梯安装在墙壁上。
人站在电梯的踏板上,抓住扶手启动电梯即可上下楼。
请针对该电梯系统回答以下问题:
(1)如果电梯的启动采用刷卡来控制,即读卡器把获得的持卡人信息传输给控制,电路控制电路判断信息正确则接通电路,电机驱对电梯运行。
请补充完整控制系统方框图(在“”处填写相应的内容);
(2)在保证电梯安全运行这一目标的同时,要兼顾降低电梯成本、符合人机关系等目标,这体现了系统分析的原则
3、如图所示是数控机床的位置控制系统示意图。
检测装置检测机床工作台的实际位移,并将该
位移值传输给数控装置与设定位移量进行比
较,数控装置根据比较的偏差值控制伺服装置
运动,驱动机床工作台到达指定的位置。
(1)实际位移量与设定位移量的比较是由▲完成
的(从①检测装置;②数控装置;③输入装置;④伺服
装置中选择一项,将序号填在“▲”处)。
2)根据示意图及其描述,在控制系统框图中“▲”处
填写相应的内容。
4.宾馆、饭店的感应水龙头的出水控制系统为开环控制,当手靠近感应区域时,水就会自动流出。
下列判断中正确的是
A.该控制系统有检测环节B.该控制系统有反馈环节
C.该控制系统的控制器是水龙头D.该控制系统能保持出水量稳定
5.一款可以定时的台灯。
将拉绳拉到设定时间位置,打开灯的同时定时器开始工作,到达设定时间开关断开,将灯熄灭。
关于这款台灯的控制系统,下列说法正确的是
A.执行器是台灯B.控制器是拉绳
C.输入量是设定的定时时间D.控制量是台灯的亮度
6.恒温式燃气热水器的温度控制系统为闭环控制。
下列因素中,不属于该温度控制系统干扰因素的是
A.燃气的流量B.进水的流量C.进水的温度D.出水的温度
7.一款具有保温功能的电水壶,按下保温按钮,能将水温保持在设定值,该保温控制系统的控制手段和控制方式属于
A.自动控制、闭环控制
B.自动控制、开环控制
C.手动控制、闭环控制
D.手动控制、开环控制
8.监控摄像系统(如图所示)被广泛用于记录道路交通实时图像信息。
对于监控摄像系统,下列环境因素中不属于干扰因素的是
A.噪声
B.浓雾
C.闪电
D.沙尘
9.如图所示为汽车定速退航控制系统示意图。
当汽车达到需要的速度时,驾驶员打开定速
巡航开关,设定行驶速度。
速度传感器检测汽车行驶速度,并将速度信号传输给速度控制器,速度控制器将汽车行驶速度与速度设定值进行比较,根据比较的偏差值自动增减节气门的开度,调节供油量,使汽车保持定速行驶。
(1)根据示意图及其描述,在控制系统方框图中“▲”处填写相应的内容。