1、第一節 什么是控制現代社會中控制的例子：現代社會中控制的例子：學校的音樂鈴聲、多媒體教學系統、音樂噴泉系統、自動伸縮門等。 家庭家庭：電飯煲微波爐自動傘自動傘自動熱酒壺自動熱酒壺冰箱社會：社會：幻彩聲控燈幻彩聲控燈交通信號燈程控電話交換機飲水機飲水機自自動動門門電梯驗鈔機驗鈔機想一想：事物的發展與變化一棵蘋果樹一棵蘋果樹天上降落的雨水天上降落的雨水騎自行車騎自行車結不出蘋果結不出蘋果結的蘋果又多又大結的蘋果又多又大結出蘋果又小又酸結出蘋果又小又酸用來灌溉農田用來灌溉農田發電發電引起洪澇災害引起洪澇災害代步、省力代步、省力摔跟頭摔跟頭撞到物體和別人撞到物體和別人討論：下列事物發展或變化的可能性：

2、魚 塘成熟的西瓜 流行性病毒 竹 筍有可能干涸，有可能溢出水來；其中魚有可能多而肥，也可能少而弱 。可能被人摘下吃掉，可能被榨成汁做成飲料，也可能爛在西瓜地里 。可能大規模傳播，也可能產生變異，也可能被控制住。可能長成竹子，可能被挖了，也可能被老鼠咬了。 事物的發展與變化呈現多樣性，發展結果可能是人們預先期望的，也可能與預期的目標不相符，甚至是不希望得到的，如果人們想達到某一特定目的，就必須借助適當的手段來實現。大禹治水 思考：大禹治水思考：大禹治水過過程中，通程中，通過過什什么么手段手段實現實現了什了什么樣么樣的目的？的目的？疏通河道、泄洪為主“洪波安息”、“水患大治”大禹治水 大禹是中國古

3、代傳奇英雄人物，他所處的年代洪水泛濫而久治不息。他的父親鯀（gn）受堯的命令而治水，采用壘壩筑堰、填塞洪水的方法，結果愈治愈泛，水患益盛，最終被舜帝治罪而死。鯀死后，水患并未止息。 大禹子承父業，接受舜帝的命令進行治水。大禹治水，一改其父“以壅塞而阻水”的方法，以疏通河道、泄洪為主，經過13年的努力，終于“洪波安息”、“水患大治” 。 控制是根據自己的目的，通過一定的手段使事物沿著某一確定方向發展的行為和過程。一、控制的涵義一、控制的涵義 射手通過瞄準，使箭射中靶心。射手通過瞄準，使箭射中靶心。 從前面的事例及定義中我們知道，控制都有它的目的、手段和對象。也就是說，理解任何控制現象，都要明確三

4、要素： 控制對象是什么 控制要達到什么目的 采取什么控制手段 控制事例控制事例控制的對控制的對象象控制的目控制的目的的控制的手控制的手段段大禹治水大禹治水音響音量的控音響音量的控制制騎自行車騎自行車自行車自行車安全行駛安全行駛控制速度、騎控制速度、騎車的技術、車車的技術、車的維護等等的維護等等馬馬上行上行動動從人工干預的情形來分：從人工干預的情形來分：人工控制自動控制二、控制的分類關/開 門駕駛汽車 馬上行動：音響的音量控制 全自動洗衣機普通水龍頭出水的控制 電冰箱內溫度控制自動取款機 籃球運動員投籃過程控制 自動烘手機 自動感應門的開關控制 電梯的上下運行過程控制 飛鏢的投擲過程控制 肥胖人

5、群體形控制 聲控走廊燈的控制紅外自動水龍頭出水控制 紅綠燈的轉換過程控制手搖晾衣架的控制 光控路燈的控制人工人工自動人工人工人工人工自動自動自動自動自動自動自動自動自動從執行控制的部件來分：從執行控制的部件來分：機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等等。在很多的控制事例中，控制的手段可以是綜合的。在很多的控制事例中，控制的手段可以是綜合的。汽車自動門汽車剎車氣動控制機械控制、氣動控制紅外線自動門電子控制三、控制的應用 控制的應用自古就有，并在近代得到迅速發展，在社會生產生活的各個領域都有極其廣泛的應用。希羅的自動門 公元1世紀，希臘人希羅建造的自動打開廟門的裝置是最早利用氣壓和液壓為動力的自

6、動門。 如圖，祭壇點火使1中的空氣膨脹，水流入2，利用水的重力使軸3轉動，將門打開。當祭壇的火熄滅時，廟門在重錘的作用下就會自動關閉。 控制應用到日常生活中，提高了人們的生活質量，控制應用到日常生活中，提高了人們的生活質量，人類能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環境，人類能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環境，使之滿足人們的要求。使之滿足人們的要求。空調機自動取款機自動控制水龍頭 現代網絡家電 聲控燈 音樂噴泉音樂噴泉防盜報警器防盜報警器火災自動報警系統火災自動報警系統自動感應水龍頭自動感應水龍頭 控制應用到工業生產中，提高了產控制應用到工業生產中，提高了產品的質量和生產效率，減輕

7、了工人的勞品的質量和生產效率，減輕了工人的勞動強度，為工人提供了安全保障動強度，為工人提供了安全保障。2.控制在工業生產中的應用控制在工業生產中的應用生產流水線生產流水線紡織機紡織機汽車自動裝配生產線 汽車油漆 汽車自動裝配生產線實現了汽車零件的自動裝配、噴漆等，并能對零件的傳送速度進行控制，便于生產操作，大大減輕了工人的勞動強度，提高了產品質量和生產效率。 控制應用到農業生產中，提高了勞動效率，控制應用到農業生產中，提高了勞動效率，減輕了農民的勞動強度，使農民減少在農田里減輕了農民的勞動強度，使農民減少在農田里日曬雨淋的時間。日曬雨淋的時間。聯合收割機農田灌溉農田灌溉挑水挑水 水車水車 抽水

8、機抽水機溫室農田灌溉 電源控制室水泵農田灌溉 折射式微噴射流式微噴錘式微灌 農田節水灌溉控制，在控制農田灌溉水量、實現水量均勻噴灌的同時減輕了農民的勞動強度。 控制應用到軍事國防中，提高了國家防備和抵抗控制應用到軍事國防中，提高了國家防備和抵抗侵略的能力，為保衛國家的主權、統一、領土完整和侵略的能力，為保衛國家的主權、統一、領土完整和安全提供了必要的條件。安全提供了必要的條件。導彈、火箭4、控制在軍事、國防中的應用、控制在軍事、國防中的應用1、理解一個控制現象，要明確控制的對象是什么，控制要達到什么目的和采取什么控制手段。例如，導彈控制系統控制的是導彈與目標之間的距離，目的是要擊中目標（距離為

9、零），分析這個控制系統，其控制對象是： （ ）A、人 B、目標 C、計算機 D、導彈2、控制系統中屬于自動控制系統的是 （ ） A、按鈕開關控制B、普通自來水龍頭C、花房恒溫度控制D、汽車駕駛四、課堂練習四、課堂練習DC3、普通家用自行車的剎車控制是屬于：( )A、機械控制 B、氣動控制 C、液壓控制 D、電子控制4、按時間順序進行控制的“交通路口紅綠燈控制系統”系統中被控對象是( )。A控制電路 B紅綠燈 C開關裝置 D路面車輛5、在未設置紅綠燈自動控制系統或自動控制系統發生故障的交通路口，我們可以看到交警用手勢指揮車輛的情形， 此時，被控對象是（ ）A控制電路 B紅綠燈 C開關裝置 D路面

10、車輛6、人們使用空調器對室內溫度進行調節，使人感到舒適這是控制在（ ）方面的應用、生活、生產、農業、軍事ABDA7、下列所述屬于自動控制的是（ ） A、駕駛汽車 B、拖地板 C、用ATM取款 D、人工紡紗8.根植于歷史文化名城泉州的提線木偶戲古稱“懸絲傀儡”,又名“絲戲”,民間俗稱“嘉禮”,乃流行于閩南語系地區的古老珍稀戲種，在提線木偶的控制過程中控制對象（） A手 B提繩 C木偶 D大腦9、 “皮影戲”是我國的傳統的民間藝術，演員只要在屏幕和燈光之間抖動如栓在“小兔”身上的細線，屏幕上就能出現生動活潑的小兔形象，這是一種控制現象，其控制對象是 （ ） A細線 B“小兔” C屏幕 D燈光CCB

11、1、控制的涵義（明確對象、目的、手段）2、人工控制和自動控制3、控制的應用。 小結：第二節第二節 控制系統的基本組成與工作過程控制系統的基本組成與工作過程控制系統的基本組成控制系統的基本組成簡單的控制系統由兩部分組成：簡單的控制系統由兩部分組成：1 1、被控對象、被控對象2 2、控制裝置（包括：傳感器、控、控制裝置（包括：傳感器、控制器、執行器等）制器、執行器等）傳感器傳感器 傳感器是一種檢測裝置，能感受傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信號的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足或其

12、他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現自動檢測錄和控制等要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。和自動控制的首要環節。 典型控制系統案例分析請看深圳某酒店的自動門：n 1、自動門n自動門的動作過程是：當門口沒有人時，門是關著的；當有人來到門口時，門打開；當人離開門口后一段時間，門又關閉。n自動門的功能和技術要求有：n功能：n（1）無人時，常關；n（2）有人時，開門。n技術要求：n（1）當人距門1m時，門即打開。n（2）門打開后，延時10s后關門。n系統組成：門、電動機、控制器、傳感器。n工作過程n（1）當有人到達

13、門前某一距離時，傳感器感知，并發出“有人”的信號（2）控制器接到傳感器傳來的信號后，經變換放大后傳給電動機（這里的電動機叫做執行器，也稱為驅動器）；n（3）電動機根據傳來的開門信號轉動，門被打開（這里的門叫做被控制對象，也稱為控制對象，簡稱對象）n（4）控制器保持開門信號延遲后，自動發出關門信號，電動機反轉，門重新關閉。n系統組成與工作過程如圖：傳感器控制器 電動機（執行器） 門（被控制對象）輸入有人否輸出開/關紅外線自動門紅外線自動門控制電路紅外線裝紅外線裝置是否檢置是否檢測到人體測到人體發出的熱發出的熱輻射信號輻射信號門的門的開關開關電動機門旋轉量旋轉量自動門的動作過程n當門口沒有人時，門

14、是關著的；當門口沒有人時，門是關著的；n當有人來到門口時，門自動打開；當有人來到門口時，門自動打開；n當人離開門口后一段時間，門又自動關閉。當人離開門口后一段時間，門又自動關閉。提問：當人站在門口不動，大門會怎樣？提問：當人站在門口不動，大門會怎樣？門的開啟人工控制框圖門的開啟人工控制框圖大腦大腦手手眼睛眼睛輸入輸入門門輸出輸出被控對象被控對象控制裝置控制裝置自動門的控制過程自動門的控制過程輸入輸入紅外裝置檢測到紅外裝置檢測到人體熱輻射發出人體熱輻射發出的信號的信號控制電路控制電路電機電機門門門的開啟門的開啟或關閉或關閉傳感器傳感器控制器控制器執行器執行器被控對象被控對象輸出輸出控制裝置控制裝

15、置被控對象被控對象人工控制與自動控制的區別人工控制與自動控制的區別輸入：開輸入：開/關關眼睛眼睛傳感器傳感器控制器控制器電機電機大腦大腦手手門門門門 人工控制 自動控制傳感器傳感器控制器控制器執行器執行器門門門門被控對象被控對象2 2、水箱水位控制、水箱水位控制以抽水馬桶水箱為例典型控制系統案例分析水箱水位控制自動控制水箱水位控制人工控制水箱（包括水箱內的水）、進水閥門、人當水面低于設定水位時，人打開閥門放水入水箱，人眼監視水面高度；當水面達到設定的水位時，人關閉閥門。人工控制水箱水位框圖給定水位給定水位輸入輸入大腦判斷大腦判斷手手閥門閥門水箱水箱輸出輸出實際水位實際水位眼睛眼睛反饋反饋比較環

16、節比較環節水箱水位控制自動控制水箱（包括水箱里的水）、閥門、連桿機構、浮子（俗稱水漂）1、當水面低于設定水位時，浮子下落，閥門打開，進水；2、浮子監測水面高度，并隨著水面升高而浮生；3、當水面達到設定的水位時，浮子傳感，通過連桿機構，將閥門關閉。自動控制水箱水位框圖（給定水位）（給定水位）輸入輸入水位差水位差連桿連桿機構機構水箱水箱輸出輸出（實際水位）（實際水位）浮子浮子反饋反饋閥門閥門（開度）（開度）水位差水位差信號信號實際水位實際水位即輸出量即輸出量閥門開度閥門開度控制量控制量n反饋：將輸出信息反傳給比較環節的做反饋：將輸出信息反傳給比較環節的做 法，稱之為反饋。法，稱之為反饋。n負反饋：

17、反饋信息與原信息起相反的作用，負反饋：反饋信息與原信息起相反的作用，使總輸入量減小。目標偏離減小。（使總輸入量減小。目標偏離減小。（）n正反饋：反饋信息與原信息起相同的作用，正反饋：反饋信息與原信息起相同的作用，使總輸入量增大。目標偏離增加。使總輸入量增大。目標偏離增加。兩種控制方式對比 環環 節節方式方式傳感器傳感器控制器控制器執行器執行器被控對象被控對象人工控制人工控制 人眼人眼人腦與手人腦與手 閥門閥門水箱水箱自動控制自動控制 浮子浮子連桿機構連桿機構 閥門閥門水箱水箱兩種自動控制的比較傳感器傳感器輸入輸入有人否有人否控制器控制器電動機電動機（執行器）（執行器）門門（被控對象）（被控對象

18、）輸出輸出開開/關關（給定水位）（給定水位）輸入輸入水位差水位差連桿連桿機構機構水箱水箱輸出輸出（實際水位）（實際水位）浮子浮子反饋反饋閥門閥門（開度）（開度）開環控制系統：閉環控制系統：開環控制系統的特點開環控制系統的特點（）控制系統的輸出量不對系統產生影響；（）控制系統的輸出量不對系統產生影響；（）系統的輸出量直接受輸入量的控制；（）系統的輸出量直接受輸入量的控制；（）信號（或信息）的傳遞是單向的，總是從輸入（）信號（或信息）的傳遞是單向的，總是從輸入 端單向傳至輸出端；端單向傳至輸出端；（4）無反饋環節。）無反饋環節。閉環控制系統的特點閉環控制系統的特點（1）信息路徑兩條：一條自輸入端傳

19、至輸出端，另）信息路徑兩條：一條自輸入端傳至輸出端，另一條是輸出端信息經反饋環節返回到輸入端的比一條是輸出端信息經反饋環節返回到輸入端的比較環節，形成一個閉合的環路；較環節，形成一個閉合的環路；（2）有檢測裝置。）有檢測裝置。A.拔動教室電燈開關，燈的亮與不亮與手動有關。拔動教室電燈開關，燈的亮與不亮與手動有關。B.聲光感應開關，當有聲音時燈亮。聲光感應開關，當有聲音時燈亮。C.紅外感應出水龍頭，手靠近水龍頭出水，離開則紅外感應出水龍頭，手靠近水龍頭出水，離開則不出水。不出水。D.賓館自動門，當有人進入，門自動打開。賓館自動門，當有人進入，門自動打開。E.當手靠近自動烘手機時，機器啟動；當手離開時，當手靠近自動烘手機時，機器啟動；當手離開時，機器關閉。機器關閉。日常生活中的控制：日常生活中的控制：歸納、抽象以上活動的特征 : 一個輸入信號（如手拔開關）對應著一個輸入信號（如手拔開關）對應著一個輸出信號（如燈亮或不亮）。一個輸出信號（如燈亮或不亮）。 對于自動控制系統，區別系統是開環控制還是閉環控制的關鍵就是： 系統的設計中是不是運用了反饋調節的控制方式。 1.控制系統的組成組成：組成：被控對象、控制裝置兩大部分（區分開環與閉環）相關量：相關量：給定量（輸入量）、控制量、被控量（輸出量）69控制器控制器執行器執行器被控被控對象對象反饋環節反饋環節