第四單元《控制與設計》知識點歸納

一、控制的手段與應用
一、 
二、 
1、 
2、 
 
3、 
1、控制的含義：b
人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發展，這就是控制。
按人工干預來分：人工控制、自動控制
按執行部件來分：機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制
 
2、控制的手段：a
 
3、控制的應用：b
（1）生活：控制應用到生活中，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，使之滿足人們的需要。
（2）生產：生產中往往需要對溫度、濕度、壓力、速度及加工動作等進行控制，控制在生產中得到了極為廣泛的應用。
（3）軍事國防：控制在軍事、國防等領域也有著廣泛的應用。
二、控制系統的工作過程與方式
1、簡單開環控制系統的基本組成和工作過程：c
概念：控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響的控制系統。
例：紅綠燈定時控制系統、防盜報警控制系統、火災自動報警系統、公園的音樂噴泉自動控制系統、
紅外線自動門控制系統、普通電風扇風速控制系統、可調光臺燈控制系統等。
特征：系統的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞。
方框圖：
 
 
 
輸入量：控制系統的給定量。
控制器：對輸入信號進行處理并發出控制命令的裝置或元件。
執行器：直接對被控對象進行控制的裝置或元件
控制量：執行器的輸出信號。
被控對象：控制系統中所要控制的裝置或生產過程
輸出量：控制系統所要控制的量。
 
2、閉環控制系統的基本組成：b
概念：系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響的控制系統。
例：供水水箱的水位自動控制系統、加熱爐的溫度自動控制系統、花房溫度控制系統、投籃、
家用電飯鍋保溫控制系統、家用電冰箱溫度控制系統等。
基本組成：與開環控制系統相比，閉環控制系統多了檢測裝置、比較器。
3、閉環控制系統的方框圖： c
 
4、控制器和執行器的作用：c
控制器：對輸入信號（偏差值）進行運算處理，并發出控制命令。
執行器：根據指令對被控對象直接控制。
三、閉環控制系統的干擾與反饋
1、干擾因素：c
在控制系統中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。
有的干擾因素是環境造成的，如影響自行車行駛速度的變化的自然風等；
有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機導航信號的手機信號等。
2、反饋的含義：b
控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置，返回到輸入并與輸入量進行比較的過程，就是反饋。
例：投籃、自動電水壺
3、反饋環節的作用：a
通過將輸出量通過適當的檢測裝置，返回到輸入并與輸入量進行比較，從而減少輸出量的偏差，穩定輸出量。
  4、閉環控制系統的工作過程：a
（1）閉環控制系統的核心是通過反饋來減少被控制量（輸出量）的偏差。
（2）工作過程：
1由于干擾因素的存在，系統的被控量偏離給定值時；2閉環控制系統中的反饋環節能及時檢測出被控量的值，并迅速反饋到輸入端，與給定值進行比較；3控制器根據比較得到的偏差信號進行調節，從而是系統的被控量接近給定值，達到精確控制的目的。
例：供水水箱的水位自動控制系統、加熱爐的溫度自動控制系統
5、功能模擬方法：a   以功能和行為的相似性為基礎，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬方法。