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2020选考 通用技术 选修 第一章 电子控制系统概述_图文

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第一章 电子控制系统概述

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[考试标准]
考试内容 电子控制技术与电子控制系统 ①电子控制技术的含义及其应用 ②电子控制系统的含义 电子控制系统的组成和工作过程 ①电子控制系统的基本组成 ②生活中常见的电子控制系统的工作过程 开环电子控制系统和闭环电子控制系统 ①反馈在电子控制系统中的作用 ②开环电子控制系统和闭环电子控制系统的区别 ③生活中常见的闭环电子控制系统的工作过程

考试要求 a a
a b
a b b

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考试属性

已考点

加试

未单独考查

加试

未单独考查

加试

未单独考查

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一、电子控制技术与电子控制系统 1.电子控制技术的含义及其应用
(1)含义:电子控制技术是一门运用电子电路实现控制功能的技术。 根据不同的需要,针对被控对象的特点,选择不同的控制方式来实现控制的 目的。

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(2)应用: ①生活:自动化的家用电器给人们的生活带来了更多方便。 ②工业:自动化生产流水线,提高产品的质量,减少原材料的消耗,改善了劳动条 件,提高了劳动生产率。 ③农业:自动化农业技术。 ④军事:对军事技术变革和发展起着重要的作用,对现代战争产生极大的影响。如 “响尾蛇”机载空对空导弹(长“眼睛”的导弹)、战斧式巡航导弹。

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2.电子控制系统的含义 (1) 含 义 : 以 电 子 技 术 为 核 心 的 控 制 系 统 叫 做 电 子 控 制 系 统 (Electronic Controlsystems)。 (2)构成电子控制系统的条件 常用组成元件有电阻、电感、电容等元件,二极管、三极管、集成电路(IC)等电子 器件,它们相互作用、相互依赖,形成一个整体,实现控制。 如智能化的电饭煲(煮饭、保温、定时等功能)是电子控制系统;普通电饭煲(煮饭、 保温)利用双金属片进行控制,属于机械控制,不是电子控制。 再如:电子调光照明系统、无线遥控小车。

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(3)电子控制系统的优点 ①控制的精确度高 ②能实现远距离控制 ③控制的速度快 ④能进行自动控制 ⑤电子控制系统的体积小。
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二、电子控制系统的组成和工作过程 1.电子控制系统的基本组成
(1)电子控制系统一般可分为输入、控制(处理)和输出三个基本的组成部分。 ―信―息→ 输入部分 → 控制处理部分 → 输出部分 → 被控对象 (2)输入部分:由各种传感器组成,输入信息可以有各种形式,可以是作用力,也 可以是温度、湿度、磁场、光照强度等环境参数的变化。相当于人的感官,将采 集的非电信号转变为电量信号。

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(3)控制(处理)部分:一般由具有各种控制功能的电子电路(或微处理器)组成。相当 于人的大脑,对送入的电信号进行比较、分析和处理并发出指令。 (4)输出部分:由电磁继电器、晶闸管等多种执行机构组成。输出信号可以是位移, 如电磁继电器中衔铁的运动、电动机的转动等,也可以是声音、光等,如扬声器中 发出的音乐声。相当于人的手和足,它的作用是执行处理部分的指令,进行某种操 作,实现某种功能。

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2.常见的电子控制系统的工作过程 (1)一般电子控制系统的工作过程
(2)智能化红绿灯电子控制系统
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(3)全自动洗衣机进水控制系统 (4)计算机控制系统
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三、开环电子控制系统和闭环电子控制系统 1.开环电子控制系统
(1)含义:电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响,也就是被控量的变化 不会引起控制量的改变,即没有反馈。 (2)方框图 ―信―息→ 输入 → 控制(处理) → 输出 → 被控对象

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(3)特点:结构简单、造价较低,适用于被控对象的状态变化较为简单、被控量的控 制精度要求不高的情形。 (4)设计和安装开环电子控制系统的步骤 ①依据设计要求分析,确定被控量和被控对象。 ②根据方框图,选择合适的传感器,确定控制(处理)使用的实用电路和元器件,选择 合适的执行件。 ③参考相关资料,在输入、控制和输出部分之间分别选择合适的接口电路,设计或 改进原有电路。 ④检测元器件或实用电路的质量。 ⑤安装电路,防止元器件错接、焊接,要注意对未使用的引脚的处理,注意接地。 ⑥调试电路,检查触发器电压的大小。

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2.闭环电子控制系统 (1)含义:能对输出结果进行检测,并将检测信号反馈到控制处理部分,从而对系 统的控制产生影响的电子控制系统是闭环控制系统。 (2)方框图

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(3)特点:造价较高,适用于被控量的控制精度要求比较高的情形。 (4)设计和安装开环电子控制系统的步骤 ①依据设计要求分析,确定被控量和被控对象。 ②如果对被控量控制的精确度要求比较高,应利用有反馈的闭环电子控制系统对被 控对象实施控制。 ③根据方框图,选择控制(处理)部分的电子电路、输出部分的执行器、检测部分中的 传感器,并参考相关资料,通过接口电路将各个部分紧密地连接成一个完整的控制 系统。 ④检测元器件或实用电路的质量,并按照电路图安装电路。 ⑤将系统的各部分进行整体安装调试。 ⑥通过制作、试验,发现设计存在的问题,对方案进行改进或优化。

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【例题】 电视机遥控控制系统和空调温度控制系统分别属于( ) A.开环电子控制系统和闭环电子控制系统 B.闭环电子控制系统和闭环电子控制系统 C.开环电子控制系统和开环电子控制系统 D.闭环电子控制系统和开环电子控制系统 解析 开环电子控制系统是指电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响,也 就是被控量的变化不会引起控制量的改变,即没有反馈。闭环电子控制系统是指能 对输出结果进行检测,并将检测信号反馈到控制处理部分,从而对系统的控制产生 影响的电子控制系统。 答案 A

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[变式] 有些城市采用了智能化的红绿灯电子控制系统,其工作原理如下:在路口停 车线前一段距离内埋下一些环形感应器,感应器将车辆在上面通过所产生的数据 传输给交通信号控制系统,控制系统根据交叉路口的车辆的通过情况指挥红绿灯 转换电子电路红绿灯的自动切换。下列关于该电子控制系统的各部分描述中,不 正确的是( ) A.输入部分是环形感应器 B.控制(处理)部分是交通信号控制系统 C.输出部分是红绿灯转换电子电路 D.被控对象是通过路口的车辆

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解析 本题考查对生活中常见的电子控制系统的工作过程的理解。该电子控制系统 通过环形感应器产生的信息(输入),经过交通信号控制系统的分析处理(控制部分), 给红绿灯电子电路发出切换指令(输出部分),实现红绿灯(被控对象)自动切换的功能。 通过路口的车辆并不是该控制系统内的一部分。故D选项符合题意。对此类考题, 考生可根据电子控制系统的基本组成部分分别找出相应的部件,并按控制的先后逻 辑过程进行理解和答题,比如输入部分给控制(处理)部分信息,控制(处理)部分发指 令给输出部分并执行该指令。 答案 D

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【易混易错】 1.开环、闭环控制系统的区别
(1)闭环电子控制系统与开环电子控制系统不同,它能对输出结果进行检测, 并将检测信号反馈到控制(处理)部分,从而对系统的控制产生影响。其控制 系统方框图如下:

电子控制系统的基本组成部分

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(2)开环电子控制系统一般结构简单、造价较低,适用于被控对象的状态变化 较为简单,被控量的控制精度要求不高的情形,如电子门铃等。而闭环电子 控制系统运用反馈方法可以实现自动化控制,控制精度相对较高,目前被广 泛应用于自动控制中,如冰箱温度控制。 2.反馈方法 运用反馈的概念分析和处理问题的方法,叫反馈方法。反馈方法最大优点在 于:任何偏差不论其来源如何,都可以按照这一方法不断地加以消除。因此, 当系统的工作受到种种不确定因素的干扰或者目标处于不断变化的情况下, 这种控制方法就更加有力。反馈是达到预期目标的最好方法。 反馈可分为负反馈和正反馈。增强输入讯号效应的叫正反馈;减弱输入讯号 效应的叫负反馈。正反馈常用来产生振荡;负反馈能稳定放大,减少失真。

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本课内容结束
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