通用技术复习学案5

技术2专题二 控制与设计

【学习目标】

1、理解控制的概念

2、知道控制系统的组成（传感器、控制器、执行器及被控对象）及其作用 3、了解控制系统的分类

4、掌握控制系统的工作原理及特点，会分析具体的控制过程 开环控制系统、闭环控制系统

5、知道有关控制系统的基本概念：输入量、输出量、控制量、反馈量、干扰等 【知识要点】

一、什么是控制？

人们根据自己的意愿目的，通过一定的手段，使事物沿着确定方向发展，就形成控制。 二、控制系统的组成：传感器（或检测装置）、控制器、执行器及被控对象。 各部分的作用：

1、传感器：相当人的各种感官。作用是感知光、声、磁、温度、湿度、压力、速度、位移等信号并传送给控制器。(在电子控制系统中，传感器将非电信号转变成电信号传给控制器) 2、控制器：相当人的大脑，对输入信号进行处理并发出控制指令的装置或元件，如控制电路、连杆机构等

3、执行器：相当人的四肢，直接对控制对象进行控制的装置或元件，如电动机、开关、阀门等 4、控制对象（被控对象）：控制系统中所要求控制的装置，如空调控制的房间、冰箱、自动门、水箱等

三、控制系统的分类：

1、根据控制过程中有无人工干预：人工控制、自动控制

2、根据执行部件的不同：机械控制：完全由机械装置来实现控制。如自行车用刹车装置来控制

车速、抽水马桶的水位控制等。电子控制：采用电子元器件组成的电子电路来实现控制功能的控制装置。如电铃、自控灯、空调、冰箱的温度控制等。另有气动控制、液压控制等 3、根据控制系统的工作原理:开环控制系统、闭环控制系统 四、控制系统的工作原理、框图及特点（重点掌握）

1、开环控制系统:是由输入来控制输出的单向控制（控制精度较低、控制装置简单）； 控制框图如下：

控制系统特点： ①是单向的控制过程，信息只有一条向前通道； ②输入量与输出量往往是不同性质的量。 生活中常见的开环控制系统：

台灯电脑的开关、电风扇风速调控等；自动门、声控灯、电子门铃、红绿灯定时控制、火灾自动报警控制、公园音乐喷泉控制、防盗报警控制等

2、闭环控制系统:输出量反馈回输入端参与控制的控制系统 （精度高、抗干扰；有比较、

反馈环节 ） 控制框图如下：

闭环控制系统特点：

① 有反馈。被控量（输出量）对控制过程会产生影响；

（有两条信息通道：一条向前通道，一条反馈通道，形成闭合回路） ②会调整；

③被控量会被控制在一定的范围——结果稳定； ④“结果”会影响“结果”；

⑤给定量与被控量是可比较的同一种性质的量。

生活中常见的闭环控制系统：空调、饮水机、电热水器、电冰箱温度控制；马桶水箱水位自动

控制系统；智能洗衣机的控制等 五、有关控制的一些基本概念： ①输入量（输入信号）：也称给定量或设定量，是控制系统的信息来源。 ②输出量（输出信号）：也称被控量，是控制系统所要控制的量 ③控制量：执行器的输出信号 ④反馈：将输出量通过适当的检测装置（传感器）返回到输入端并与输入量进行比较的过程。反馈量就是检测装置检测到的输出量。

⑤干扰：在控制系统中，除输入量外，引起被控量变化的各种因素。 解题思路：

对控制的考查有两个方面：①控制系统组成及各组成部分在控制系统中的作用；②判断控制系统的类型，是开环控制还是闭环控制。

1、熟悉控制系统的组成，清楚具体的控制系统中谁充当控制器、执行器、被控对象。 2、熟悉与控制有关的各量，清楚具体的控制系统中哪个是输入量、输出量、控制量、反馈

量，知道只有闭环控制系统中有反馈量。

3、分析控制过程，根据开环或闭环的特点进行判断，然后对号入座。 【巩固练习】

练习1（控制系统的概念）

1、下列各项中，不属于控制的是（ ）

A.骑自行车时，如果觉得车速太快，我们会使用刹车使车速变慢 B.当感觉教室内光线较暗时，我们就会开灯 C.随着时间的推移，铁器会生锈

D.当学习成绩不理想时，我们用增加学习时间和改进学习方法提高成绩 2、在人体温度控制系统中，皮肤相当于（ ）；

A.传感器 B、控制器 C、执行器 D、驱动器 3、控制系统的组成是（ ）

A.输入量、传感器、控制器、被控量 B.传感器、控制器、控制量、被控对象

C.传感器、控制器、执行器、被控对象 D.控制器、执行器、控制量、被控对象 4、按时间顺序进行控制的“交通路口红绿灯控制系统”的方框图如下。方框图中，输出量是( ) A.控制电路 B.红绿灯 C.开关装置 D.红绿灯的开关状态

5、如图所示为养殖业中所用到的禽畜自动给水系统，此系统是闭环控制系统，可使饮水槽水位保持不变。下列说法正确的是（ ） ①浮子是传感器；②进水口是控制器； ③被控对象是水箱；

④水箱与饮水箱的水平面可以不一致

A.①④ B.①③ C. ②④ D.②③ 6、下列叙述中，错误的是（ ）

A.干扰就是除输入量外，引起被控量（输出量）变化的各种因素 B.所有控制系统的工作运行，都会受到干扰因素的影响

C.如果一个系统能够很好地避开或抑制干扰，那么这个系统的抗干扰性就强 D.开环控制系统的抗干扰能力强 练习1参考答案1-6 CACDBD

练习2（控制系统的类型）

1、家用饮水机的发明为人们的生活带来了极大的便利。如图是家用饮水机的简化线路图，其中双金属片A与触点1、2构成温度传感器，下列说法正确的是（ ） A．当加热器温度达到100℃时，双金属片A与1接触 B．热水加热-保温的控制过程中被控对象是加热器 C．热水加热-保温的循环工作过程是开环控制 D．热水加热-保温的循环工作过程是闭环控制

画出控制系统框图: 2、小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制。经检查，恒温箱的控制器没有故障。参照右图，下列对故障判断正确的是( ) A．只可能是热敏电阻出现故障 B．只可能是温度设定装置出现故障

C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障 D．可能是加热器出现故障

画出控制系统框图 3、太阳能是21世纪最有开发前景的新能源，如图是太阳能热水器的设计草图。回答下列问题。 （1） 图中的阀门1不能省略，其原因是

（2） 淋浴时，使用者可以通过手动流量冷热双控开关调控水温，此供水系统属于( )控制系统（填“开环”或“闭环”） 4、有人说“闭环控制系统都是自动控制系统”，你认为 这一说法是否正确，试举例说明。

练习2参考答案：1、D

2、C

3、（1）阀门1用以控制太阳能热水器的上水，当水箱充满水后，关闭阀门1；关闭阀门1后，热水器中的热水才可以在重力作用下顺利下流。（2）开环。控制系统输入量是双控开关的开度，输出量是淋浴的水流量。

4、不正确。如自行车的转弯控制属于闭环控制，因人参与了控制过程，它是人工控制；又如汽车驾驶过程中车速的控制；用天平称量物体质量的过程、投篮的过程等是闭环控制过程，因人参与了控制过程，所以属于人工控制。

练习3（高考链接） 1、“家电下乡”是我国政府为改善民生，提高农村生活水平的一项重要举措。小明的父母成为