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1、高二通用技术高二通用技术控制与设计控制与设计期末复习提纲期末复习提纲高二通用技术控制与设计期末复习提纲一、控制的手段与应用1 控制的手段控制的含义：人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。案例分析：大禹治水理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。例如：人力三轮车转弯过程中的方向控制问题，其控制的对象就是人力三轮车，控制的目的是为了改变三轮车行驶的方向，控制的手段是骑车人通过双手转动车把，改变前轮的方向并带动后轮。控制的手段：控制的实现需要通过一定的手段。从控制过程中人工干预的情形分，控制有人工控制和自动控制。人工控
2、制是在人的直接干预和全程干预下进行的。人工控制又称手动控制。自动控制是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。按执行部的不同，控制可分为机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等。有时，控制手段又可以综合的。2 控制的应用控制应用到生活中，提高了人们的生活质量。 （空调对房间温度的控制使房间温度适宜、自动取款机缩短取款时间、自动水龙头等）生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了极为广泛的应用。提高质量和生产效率、减轻劳动强度。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，这些环节构成一个系统，我们称
3、之为控制系统。一般的控制过程都有一个输入和一个输出，控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。控制系统一般分为开环控制系统和闭环控制系统。2 开环控制系统控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统为开环控制系统。如十字路口的红绿灯定时控制系统、楼宇的防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统、电子们铃、自动门、宾馆自动叫醒服务等。常采用方框表示系统的环节，用单向信号线表示系统信号传递的方向，这种图称为控制系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。开环控制系统方框图如下：沁一中教学一部高二年级 br技术与设计 2 复习提纲输入量即控
4、制系统的给定量，如游泳池进水的设定时间；输出量（被控量）即控制系统所要控制的量，也是控制系统的输出信号，如游泳池的水位被控对象即控制系统中所要求的装置或生产过程，如游泳池；执行器即直接对被控对象进行控制的装置或元，如进水阀门；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，如控制电路；控制量即执行器的输出信号，如流过阀门的水量。3 闭环控制系统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。从反馈看，闭环控制系统就是指在系统的输出端与输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生影响的控制系统。闭环控制系统的核心是通过反馈减少被控制量（输出量）的偏差。简单闭环控制系统
5、的方框图如下：检测装置测量出被控量并返回到系统的输入端；是比较器，它将给定量与所检测的被控量进行比较，求出偏差值；控制器将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达控制指令；执行器根据指令对被控对象进行控制，从而使被控量稳定在一定范围内。与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个由检测装置组成的环节。检测装置起到检测输出量与输入量差值的作用三、闭环控制系统的干扰与反馈1 干扰因素在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。有的干扰因素是环境造成的，如影响自行车行驶速度的变化的自然风等；有的干扰因素是人为原因所致，如影响飞机导航信号的手机信号等。在控制系统中，干扰因素可
6、能有一个，也可能有若干个。控制系统在工作中必须克服干扰，使被控量稳定。有些情况可以利用干扰因素实现某种目的。如在军事演习中，红方利用一定频率的电磁波对蓝方的信息指挥系统进行干扰，使之不能正常工作。2 反馈（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并与输入量进行比较的过程，就是反馈。利用反馈分析和处理被控制对象，通过系统的输出调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运用的方法，称为反馈方法。如普通电水壶将水加热至沸腾时，需要人工关闭电，而自动电水壶具有挡水沸腾时自动切断电的功能，终究是运用反馈方法实现自动控制的结果。(2)闭环控制系统的工作过程从反馈看，闭环控制系统就是指在系统
7、的输出端与输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生影响的控制系统。闭环控制系统的核心是通过反馈减少被控制量（输出量）的偏差。一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被控量控制在给定值附近。案例分析：供水水箱的水位自动控制系统被控对象：水箱被控量（输出量）：水箱中的水位（实际水位）执行器：进水阀门控制器：机械或电气控制装置干扰因素：水箱的出水量，水箱水面蒸发的水量等（3）闭环控制系统与开环控制系统的比较开环控制系统一般结构简单，适用于控制精度要求不高而系统本身的元又比较稳定的场合。闭环控制系统设计比较麻烦，结构相对复杂，构成控制系统的成本较高。闭环控制系统是自动控制中广泛采用的一种方式，用于要求高精度和高可靠性的场合。闭环控制系统都是自动控制系统。自动控制系统不一定是闭环控制系统。3 功能模拟方法：以功能和行为的相似性为基础，用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法，就是功能模拟法。4 黑箱方法：把将要研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法，就是黑箱方法。黑箱方法提供了一种不必打开黑箱就可以研究其内部结构和功能的方法。例如，通过输入图像、电或声音信号，观测、分析脑电波的输出反应，研究人脑对视觉或听觉信息的传递、变换和处理功能，得知人脑内部结构的细节，就是黑箱方法的运用。四、控制系统的设计与实施
