控制与设计（精选14篇）

控制与设计 篇1

　　一、控制的含义：控制是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。

　　师：师生分析控制的三要素：有目的、有对象、有手段

　　举例：一群孩子一块玩，有一人想控制其他   遥控器、电灯开关……

　　大禹治水：[目的]泄洪  [手段] 疏通河道，泄洪为主  禹的父亲鲧（gǔn）

　　二、控制的分类

　　人工控制：人工纺纱、普通自来水龙头，旋转按钮打开电灯、驾驶汽车等；

　　自动控制：数控机床、饮料自动装罐生产线、花房恒温控制、十字路口红绿灯的转换等 ，按照执行部件的不同，控制分为：机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等 ；

　　对于自动控制，按控制方式分为：开环控制、闭环控制

　　1、开环控制——我行我素（学生理解的用成语表达开环控制系统的特点，有趣）

　　控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。如：红绿灯、电风扇的速度控制

　　联系《算法与程序设计》，是顺序结构

　　[实例]自动门的控制系统：人走近门时，门上方的红外装置检测到人体热辐射发出的红外信息，控制电路接收到该信号后，便会发出相应的指令，启动电机运转，从而带动门自动开启，当门开启后，控制电路将做出判断，如果没有人在门四周，就通知电机做反向运转，使门关闭。

　　[分析]输入量（给定量）：红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号；控制器：电路；执行器：电机；被控对象：自动门；输出量：门开启或关闭

　　2、闭环控制——随机应变、见风使舵

　　把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响。

　　联系《算法与程序设计》，是循环结构

　　实例：饮水机

　　简单的自动水位控制装置

　　在工厂化的家禽饲养中，由于饲养的空间很小，家禽密度很高，饮水槽不可以做的很大，否则将被家禽践踏而使引水受到污染。但又要保持有充足的水量，不断的自动补充新鲜的饮水。解决这个矛盾的办法就是需要一套自动水位控制系统，使得很小、很浅的饮水槽中始终有水而且水位维持不变。

　　这个水位控制系统其实非常的简单，基本结构如下图所示

　　由于蓄水桶上方密闭的空间气压比外界大气压强低，所以能够保持蓄水桶中的水位高于水槽中的水位，当水槽中的水被饮用之后，外部的空气将通过蓄水桶的下方桶口进入到桶上方的密闭区域中，增加了密闭区的压强，蓄水桶中的水位降低，补充了水槽中的水，直至水槽中的水平面高过蓄水桶下方的桶口。

　　这个水位控制系统，非常可靠，而且极其简单，似乎没有如前所述的检测装置和反馈环节。

　　其实，这个系统巧妙地利用了空气压力的变化作为“检测信号”，蓄水桶下部桶口的边缘高度就是水位的“给定量”； 进入到桶上方的密闭区域中的空气就是“反馈信号”，通过空气的反馈，达到控制水位的目的，非常巧妙的设计。

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　　三、干扰的概念

　　1.

　　【涵义】：干扰就是对控制系统的行为造成影响的有害的信号及扰动，即除给定量外，引起被控量量值变化的各种因素。

　　要点：系统行为、被控量量值变化；引起变化的各种因素。

　　干扰因素

　　真正的控制系统在运行的过程中还会存在很多的因素影响。在控制系统中，除输入量以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。

　　（1）在电冰箱的温度控制系统中，下列情况是否属于影响其温度控制的干扰因素：

　　10)this.width=10" border=0 twffan="done">         开电冰箱门。

　　10)this.width=10" border=0 twffan="done">         电冰箱所在的房间的温度从20℃升高到30℃

　　10)this.width=10" border=0 twffan="done">         把热菜或热饭放入电冰箱中

　　10)this.width=10" border=0 twffan="done">         在电冰箱外放一盆冷水

　　[拓展知识]通过讲解冰箱工作原理帮助学生理解电冰箱所在房间的温度从20℃升高到30℃是干扰因素；热菜或热饭不能放入冰箱，蜂蜜本身具有抑制细菌生成的功能，所以不必将其放入冰箱内。

　　（2）骑自行车的干扰因素：逆风、上坡路……

　　四、反馈：（比较容易理解）出现在闭环控制系统中，举例机器人扑灭蜡烛

　　【思考与分析】

　　（1）在出现干扰的情况下，开环控制系统和闭环控制系统哪种受干扰的影响小？为什么？

　　是开环控制系统，它本身不能对被控量的偏差进行调整和补偿

　　（2）举出一些由于干扰而使控制系统受到影响的例子。

　　大雪天出行、病毒攻击、手机干扰、飞机

　　手机辐射较大时的几种情况：

　　a 一格电时   b 充电时    c 刚接电话的瞬间    d 开关机的瞬间

　　五、控制系统设计

　　功能模拟法（人机对奕）

　　黑箱方法（中医“望闻问切”、挑西瓜）

　　六、跟踪练习

　　题目中涉及到atm自动取款机：联系“许霆案”，和学生讨论当你到自动取款机取款，遇到类似的情况，怎样处理？学生很感兴趣，多数学生对法院判其无期徒刑不理解，顺势给学生讲了已经构成盗窃国家金融机构罪。

控制与设计 篇2

　　[知识要点]

　　一、控制的含义

　　人们根据自己的目的，通过一定的手段，使事物沿着某一确定的方向发展，就形成了控制。这里的手段就是控制技术。现代控制技术是指自动控制技术。自