控制與設計

一、控制的含義：控制是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。

師：師生分析控制的三要素：有目的、有對象、有手段

舉例：一群孩子一塊玩，有一人想控制其他   遙控器、電燈開關……

大禹治水：[目的]泄洪  [手段] 疏通河道，泄洪為主  禹的父親鯀（gǔn）

二、控制的分類

人工控制：人工紡紗、普通自來水龍頭，旋轉按鈕打開電燈、駕駛汽車等；

自動控制：數控機床、飲料自動裝罐生產線、花房恒溫控制、十字路口紅綠燈的轉換等 ，按照執行部件的不同，控制分為：機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等 ；

對于自動控制，按控制方式分為：開環控制、閉環控制

1、開環控制——我行我素（學生理解的用成語表達開環控制系統的特點，有趣）

控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響。如：紅綠燈、電風扇的速度控制

聯系《算法與程序設計》，是順序結構

[實例]自動門的控制系統：人走近門時，門上方的紅外裝置檢測到人體熱輻射發出的紅外信息，控制電路接收到該信號后，便會發出相應的指令，啟動電機運轉，從而帶動門自動開啟，當門開啟后，控制電路將做出判斷，如果沒有人在門四周，就通知電機做反向運轉，使門關閉。

[分析]輸入量（給定量）：紅外裝置是否檢測到人體熱輻射發出的信號；控制器：電路；執行器：電機；被控對象：自動門；輸出量：門開啟或關閉

2、閉環控制——隨機應變、見風使舵

把系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響。

聯系《算法與程序設計》，是循環結構

實例：飲水機

簡單的自動水位控制裝置

在工廠化的家禽飼養中，由于飼養的空間很小，家禽密度很高，飲水槽不可以做的很大，否則將被家禽踐踏而使引水受到污染。但又要保持有充足的水量，不斷的自動補充新鮮的飲水。解決這個矛盾的辦法就是需要一套自動水位控制系統，使得很小、很淺的飲水槽中始終有水而且水位維持不變。

　　這個水位控制系統其實非常的簡單，基本結構如下圖所示

　　由于蓄水桶上方密閉的空間氣壓比外界大氣壓強低，所以能夠保持蓄水桶中的水位高于水槽中的水位，當水槽中的水被飲用之后，外部的空氣將通過蓄水桶的下方桶口進入到桶上方的密閉區域中，增加了密閉區的壓強，蓄水桶中的水位降低，補充了水槽中的水，直至水槽中的水平面高過蓄水桶下方的桶口。

　　這個水位控制系統，非常可靠，而且極其簡單，似乎沒有如前所述的檢測裝置和反饋環節。

其實，這個系統巧妙地利用了空氣壓力的變化作為“檢測信號”，蓄水桶下部桶口的邊緣高度就是水位的“給定量”； 進入到桶上方的密閉區域中的空氣就是“反饋信號”，通過空氣的反饋，達到控制水位的目的，非常巧妙的設計。

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三、干擾的概念

1.

【涵義】：干擾就是對控制系統的行為造成影響的有害的信號及擾動，即除給定量外，引起被控量量值變化的各種因素。

要點：系統行為、被控量量值變化；引起變化的各種因素。

干擾因素

真正的控制系統在運行的過程中還會存在很多的因素影響。在控制系統中，除輸入量以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。

（1）在電冰箱的溫度控制系統中，下列情況是否屬于影響其溫度控制的干擾因素：