文档介绍：第4单元控制与设计(2)5、闭环环控制系统的基本组成和工作过程【Ⅱ】(1)闭环控制系统案例分析: 在游泳池的注水系统中,将输入由设定注水时间改为设定游泳池水位,增加一个检测游泳池水位的装置(如水位电极),检测游泳池的实际水位,并把测量值返回到控制系统的输入端,通过一个具有计算功能的装置(比较器),与给定值相比较,当实际水位比设定水位低时,水位控制器控制进水阀门继续注水;当实际水位达到设计的水位时,控制器发出信号关闭进水阀门。(2)闭环控制系统:系统的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。(3)开闭环控制系统的判断依据: A、如果控制系统是被控量是一个“可持续变化的量”,同时系统控制的最经终目的是将该量控制到某个设定的值则是闭环;反之,如果控制系统控制的是几种“状态”,那么可以判断是一个开环控制系统。B、闭环控制系统必定存在检测装置,这个检测装置检测的是被控量的变化。【案例1】饮水机保温控制系统的工作原理:当饮水机接通过电源后,饮水机内胆中的水开始加热,并由感温包来检测水温,并把检测到的水温通过比较器与预先设定的温度进行比较,当实际温度与设定的温度相同时,由控制电路发送指令给加热器停止加热,则水温随之下降,当内胆中的水温低于设定水温时,加热器则又开始加热,这样就形成了饮水机“烧烧停停”的保温方式。【分析】被控量:水的温度,它是一个可持续变化的量,而控制的最终目的是将水温控制至指定温度。检测装置:感温包检测的是内胆中的实际水温(即被控量)。 【案例2】小黄发现办公室的饮水机在没人时电源还开着。为了解决这一问题,他尝试设计一个能自动控制电源的控制系统,通过红外线传感器获取几米以内的人体热辐射信号来控制电源的开启或关闭。【分析】被控量:该系统中最终控制目的是电源的开关,这是一种状态,不是可持续变化的量,所以该系统是开环控制系统。检测装置:红外线传感器也可称之为检测装置,但它检测的是输入而不是输出(被控量)。6、闭环环控制系统的基本组成和工作过程【Ⅱ】(1)闭环控制的框图(与开环相比,闭环比开环多了反馈回路)(2)反馈的含义:控制系统中将输出量通过适当的返回到输入端并与进行比较的过程。(3)闭环控制系统中反馈环节的作用:闭环控制系统的核心是通过来减少的偏差。(4)典型闭环控制系统:电冰箱的温度控制系统、空调、红绿灯自动控制(根据车流量改变红绿灯时间)、抽水马桶水箱水位控制系统等7、控制系统的干扰因素【I】(1)干扰因素:在控制系统中,除(给定值)以外,引起变化的各种因素称为干扰因素。(2)控制系统可以通过来减少被控量的偏差,减少干扰因素对系统的影响。(3)由于某种干扰因素的存在,系统的被控量偏离给定值时,闭环控制系统中的反馈环节能及时检测出被控量的值,并迅速反馈到输入端,与给定值进行比较,控制器根据比较得到的偏差信号进行调节,从而使系统的被控量接近给定值,达到精确控制的目的。【案例】在游泳池的注水系统中,如果进水管单位时间的水流量一定,那么游泳池水位高度与进水时间是一一对应的。现通过将注水时间值(假设1小量)设定到定时器中,开启进水阀门注水,一旦时间到达,定时器就会通过进水阀门关闭,停止向游泳池注水。有时,在注水过程中,可能由于进水管的水流量变小,在指定时间内游泳池无法达到指定水位的情况。【分析】该系统是开环控制系统还是闭环控制系统?在以