1、簡單控制系統的設計重慶市實驗中學重慶市實驗中學 谷瑞廷谷瑞廷復習上節內容一控 制01控制的概念02控制的類型1開環控制2閉環控制一、復習舊知，鞏固記憶03控制的手段1人工控制2自動控制一、復習舊識，鞏固記憶控制器控制器 執行器執行器 被控對象被控對象給定值給定值控制量控制量被控量被控量控制器控制器 執行器執行器 被控對象被控對象比較器比較器控制量控制量被控量被控量開環控制系統結構框圖閉環控制系統結構框圖檢測裝置檢測裝置給定值給定值控制系統設計二一、案例分析，激發興趣案例案例1 1：LEDLED發光畫發光畫 明確設計目的01構思方案03分析元器件02二、控制系統設計步驟撰寫方案04 1 1、從、

2、從控制的角度來看，的角度來看，LEDLED發光畫控制發光畫控制系統，我們的系統，我們的設計目的是什么呢？是什么呢？二、控制系統設計步驟學生討論明確設計目的01分析元器件02控制電路部分，使用的是Arduino套件。二、控制系統設計步驟分析元器件02器材清單：梅花圖案KT板背景塊Arduino 控制板1塊，擴展板1塊控件：按鈕開關1個，光線傳感器1個， 電位器1個 LED燈若干 連接線若干二、控制系統設計步驟1、分析被控對象的基本特性在此案例中，被控對象被控對象是什么？構思方案03 答：被控對象是LED燈(發光二級管）二、控制系統設計步驟1、分析被控對象的基本特性在此案例中，被控量被控量是什么？

3、構思方案03答：被控量是LED燈的亮度。 模擬模式下為燈的不同亮度， 數字模式為燈的開和關。 二、控制系統設計步驟2、確定系統結構選擇控制方式，開環開環控制還是閉環閉環控制？ 需不需要反饋？ 構思方案03 答：選擇開環控制；不需要反饋二、控制系統設計步驟2、確定系統結構選擇控制手段，人工人工控制還是自動自動控制？構思方案03答：自動與人工控制方式都可以。 二、控制系統設計步驟3、選擇實現方案LED發光畫的開關開關通過什么元件控制？ 構思方案03 答：可以采用按鈕元件控制 二、控制系統設計步驟3、選擇實現方案調整LED燈的亮度亮度通過什么元件控制？ 構思方案03答：可通過電位器、光線傳感器等 二

4、、控制系統設計步驟3、選擇實現方案（3） LED燈亮的呈現方式呈現方式可能有哪幾種?構思方案03可分為人工控制與自動控制兩種需要考慮使用哪些輸入輸出的元件。二、控制系統設計步驟構思方案03按下開關燈亮，釋放開關燈滅按下開關燈亮，釋放開關燈滅 按下開關燈亮，釋放開關后繼續亮；按下開關燈亮，釋放開關后繼續亮； 再次按下開關燈滅。再次按下開關燈滅。直接亮，可調整亮度直接亮，可調整亮度 人工控制方式（可使用按鈕、電位器等人機交互設備）（可使用按鈕、電位器等人機交互設備）二、控制系統設計步驟構思方案03燈光閃爍燈光閃爍依次點亮，前面燈不滅。循環。依次點亮，前面燈不滅。循環。依次點亮依次點亮, ,后一個點

5、亮前一個消失。循環后一個點亮前一個消失。循環 燈慢慢亮，慢慢滅，然后下一個，前面燈熄滅燈慢慢亮，慢慢滅，然后下一個，前面燈熄滅 自動控制方式（由程序自動控制執行）（由程序自動控制執行）二、控制系統設計步驟撰寫方案04二、控制系統設計步驟撰寫方案04二、控制系統設計步驟給定值被控對象或執行器控制系統實施三 完成好設計方案后，請同學們驗證，完成方案的實施。 流程如下：連接元件 編寫代碼 燒錄代碼 調試優化 小組合作控制系統的實施展示交流四任務LED發光畫控制系統設計與實施發光畫控制系統設計與實施你們小組你們小組完成任務了嗎？任務了嗎？一、任務完成情況 在控制系統設計與實施的過程中，我們首先明確了

6、；其次明確了控制系統的 、 與 。在此基礎上，我們才制定和完善控制系統設計方案。 任務LED發光畫控制系統設計與實施發光畫控制系統設計與實施二、歸納總結 歸納設計的目的被控對象被控量人工VS 自動控制手段控制手段輸入與輸出選擇元件選擇元件呈現方案LEDLED燈燈開環VS 閉環控制類型控制類型說說你的方案三、展示交流 程序代碼編寫中有沒有需要調整的參數？問問設計是否達到預期效果？ 未能達到預期效果怎么辦？ 四、想一想五、控制系統設計的基本過程拓展提高五一、舉一反三控制電路控制電路 執行電路執行電路 LED燈燈電位器的值電位器的值電壓電壓LED燈亮度燈亮度（1 1）使用電位器控制光的強弱）使用電位

7、器控制光的強弱1243換成喇叭被控對象換成風扇換成顯示屏控制電路控制電路 執行電路執行電路LED燈燈電位器的值電位器的值電壓電壓LED燈亮度燈亮度（1 1）使用電位器控制光的強弱）使用電位器控制光的強弱1243光線傳感器給定值聲音傳感器溫度傳感器一、舉一反三復雜控制系統 一個作品有時可能會包括一個作品有時可能會包括多個多個控制系統，控制系統，其設計的基本過程還是一樣。我們可以用其設計的基本過程還是一樣。我們可以用“逆逆向工程向工程”的方式來進行分析，從作品還原至控的方式來進行分析，從作品還原至控制系統的設計。制系統的設計。有幾個控制過程？有幾個控制過程？ 開環還是閉環？開環還是閉環？人工還是自

8、動？人工還是自動？ 有哪些給定值？有哪些給定值？ 討論二、案例分析二、案例分析復雜控制系統名稱：名稱：遠程家用報警系統遠程家用報警系統獲第獲第2828屆全國青少年創新大賽工程類一等獎屆全國青少年創新大賽工程類一等獎 該系統利用攝像頭進行圖像對比，超聲波測距進行防盜，煙霧傳感器防火，氣敏傳感器防煤氣，使用單片機作中控，出現險情時能在屏幕顯示信息，發送報警短信，發出報警聲音并存儲圖像。二、案例分析復雜控制系統名稱：名稱：遠程家用報警系統遠程家用報警系統獲第獲第2828屆全國青少年創新大賽工程類一等獎屆全國青少年創新大賽工程類一等獎 該系統利用攝像頭進行圖像對比，超聲波測距進行防盜，煙霧傳感器防火，氣敏傳感器防煤氣，使用單片機作中控，出現險情時能在屏幕顯示信息，發送報警短信，發出報警聲音并存儲圖像。課后小結六課后小結 今天，我們學習的主題是今天，我們學習的主題是簡單控制系統的設計簡單控制系統