天台苍山中学  厉彬
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天台苍山中学 厉彬. 控制论( Cybernetics ). Norbert Wiener. 两个基本概念:信息传输和反馈. 《 控制论,即关于动物和机器的控制与通讯 》 维纳( N. Wiener, 美国数学家). 普适性的系统科学. 生产控制. 交通控制. 气候控制. 人口控制. 金融控制. 疾病控制. 控制的基本对象 静态对象 动态对象. 动态对象. 教室空气调节系统. 静态对象 自动楼道照明系统. 控制的基本目标 抑制干扰 追踪目标. 控制的基本对象 静态对象 动态对象. 追踪目标. 抑制干扰.

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天台苍山中学 厉彬

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Presentation Transcript


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天台苍山中学 厉彬


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控制论(Cybernetics)

Norbert Wiener

两个基本概念:信息传输和反馈

  • 《控制论,即关于动物和机器的控制与通讯》

  • 维纳(N.Wiener,美国数学家)

普适性的系统科学


6029196

生产控制

交通控制

气候控制

人口控制

金融控制

疾病控制


6029196

  • 控制的基本对象

    • 静态对象

    • 动态对象

动态对象

教室空气调节系统

静态对象

自动楼道照明系统


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  • 控制的基本目标

    • 抑制干扰

    • 追踪目标

  • 控制的基本对象

    • 静态对象

    • 动态对象

追踪目标

抑制干扰

导弹控制系统用于追踪高速机动飞行的目标,将其击落。

教室空气调节系统用于抑制外界温度变化对室内温度的影响,保持舒适的室温。


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  • 控制的基本对象

  • 控制的基本目标

    • 抑制干扰

    • 追踪目标

  • 控制的基本手段

    • 前馈控制

    • 反馈控制

      (正反馈、负反馈)

前馈控制

反馈控制

前馈控制采用事先记录的反向声波抑制高速汽轮机组的运行噪音。

反馈控制比较被控对象实际状态与设定轨迹之间的差别,消除控制误差。


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控制器

执行器

对象

检测装置

方框图


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问题一

什么是被控对象?

被控对象是主观界定的


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被控对象问题

  • 自动感应门

  • “可调光台灯的控制”中被控对象是台灯,还是旋钮?


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问题二

什么是“控制器”?

控制器是具有决策能力的装置

信息处理装置:信息--信息


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  • 定时器是控制器吗?

  • 电机是控制器吗?

控制器的问题


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问题三

什么是“执行器”?

执行器是实施控制决策的装置

信息转换装置:信息--物理量


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常见的执行器

  • 开关、阀门、活塞

  • 电机、水泵、继电器

  • 制冷装置(压缩机)、加热器

  • ……


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问题四

什么是“检测装置”?

检测装置是提供决策依据的装置

信息转换装置:物理量--信息


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控制量和被控量(输入量和输出量)

  • 控制量:

  • 能被系统控制

  • 能控制被控量

  • 设定值和被控量:从控制目的角度

  • 输入量和输出量:从信息传输方向角度


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人 与 控 制 系 统

控制器

执行器

对象

检测装置


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分析控制系统时几个常见问题

系统还是控制系统

开环还是闭环

人工还是自动


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  • 电风扇

  • 自行车

系统还是控制系统?


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  • 手摁遥控器开启车库门

  • 手摁遥控器选台

  • 全自动洗衣机、半自动洗衣机

人工控制还是自动控制?


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如何

区分

开环控制系统和闭环控制系统

2007. 01

功能是否以精确控制为目的

结构上是否有反馈环节

被控量的类型

被控量的状态


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开环控制系统和闭环控制系统

有检测装置的控制系统一定是闭环吗?

根据车流量改变红绿灯时间的控制系统

水开后,电热水壶自动断电的水温控制系统


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开环控制系统和闭环控制系统

电饭煲保温过程的温度控制系统


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开环控制系统和闭环控制系统

电饭煲煮饭过程的温度控制系统


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影响被控量

1

不是系统内部的因素

2

2

若引起的影响或变化是在该系统预先设计对策范围之内,该“因素”不能称为干扰因素

3

干扰因素的判断


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情况 1

情况 2

情况 3

1111

空调所在房间的室内温度由25℃上升到了32℃

连杆断裂、生锈、浮球漏水

控制系统本身某个元件出故障,导致输出量改变是不是干扰因素?

干扰因素的判断

以下是干扰因素吗?


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新教材中控制部分变化内容

控制的手段与应用(P98)

控制系统与设计

通过蔬菜大棚温度控制的人工控制方式和自动控制方式,说明人的干预情况。

本书侧重讨论自动控制。


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外界光线的的强弱

光控开关

灯泡

灯泡的亮与熄

雨水

感湿器

电动机

窗户

窗户的关闭

新教材中控制部分变化内容

控制系统的定义举例(P102)

控制系统与设计


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新教材中控制部分变化内容

“什么是反馈”案例分析(P110)

控制系统与设计

将原来的“投篮”、“开车”改为“电冰箱的温度控制”。


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温控器

蒸发器

连杆

新教材中控制部分变化内容

“什么是反馈”案例分析

控制系统与设计


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