分配 教学过程 教学方法、 手段 课程 单回路系统的结构组成 单回路反馈控制系统 四个基本环节：被控对象、测量变送、控制器和控制阀 反馈控制中的最基本系统 探究式 特点：简单、有效、 应用最成熟、最普遍一占70%以上 讲授法 5 钟 例1：恒温箱的人工控制 温度计 人 控制 箱调 调压器 节过 加热电阻丝 220V- 人工控制的恒温箱 人工控制恒温箱调节过程 ● 观测恒温箱内的温度（被控制量〉 ● 与要求的温度（给定值）进行比较，得到温度 0 偏差的大小和方向 ●根据偏差大小和方向调节调压器，按制加热电 多媒体 阻丝的电流以调节温度回复到要求值 演示法 人工控制过程的实质：检测偏差，调节操纵变量，缩小偏差 器婴大植]一手☐一调压图一恒强箱 实际 温度 眼晴 温度计 -6-
- 6 - 时间 分配 教学过程 教学方法、 手段 课 程 导 入 5 分 钟 单回路系统的结构组成 单回路反馈控制系统 四个基本环节：被控对象、测量变送、控制器和控制阀 反馈控制中的最基本系统 特点：简单、有效、 应用最成熟、最普遍 --- 占 70%以上 探究式 讲授法 人工 控制 恒温 箱调 节过 程 10 分 钟 例 1：恒温箱的人工控制 人工控制的恒温箱 加热电阻丝 ~220V~ 调压器 温度计 人工控制的恒温箱 加热电阻丝 ~220V~ 调压器 温度计 人工控制恒温箱调节过程 ● 观测恒温箱内的温度（被控制量） ● 与要求的温度（给定值）进行比较，得到温度 偏差的大小和方向 ● 根据偏差大小和方向调节调压器，控制加热电 阻丝的电流以调节温度回复到要求值 人工控制过程的实质：检测偏差，调节操纵变量，缩小偏差 期望 温度 眼睛 实际 温度 温度计 大脑 手 调压器 恒温箱 探究式 讲授法 多媒体 演示法
恒温箱自动控制谓节过程 恒温箱自 给定信号 比较！ 大 动控制调节 △ 又速器 ,执行 放大器电动机 调压器 板书、 加热电阻丝 互动法 220 恒温箱自动控制系统 恒温箱自动控制系统工作原理： 10 (1)恒温箱实际温度由热电偶转换为对应的电压2 (2)恒温箱期望温度由电压1给定，并与实际温度 2比较得到温度偏差信号山三山12 3)温度偏差信号经电压、 用以驱动 腿通过代动壳格 头。当温度偏高时，动触头向减小电流的方向 运动，反之加大电流，直到温度达到给定值为 止，此时，偏差△u=O,电机停止转动
- 7 - 恒 温 箱 自 动 控 制 调 节 过 程 10 分 钟 恒温箱自动控制调节过程 恒温箱自动控制系统工作原理： (1)恒温箱实际温度由热电偶转换为对应的电 压 u2 (2)恒温箱期望温度由电压 u1 给定，并与实际温度 u2 比较得到温度偏差信号 Δu＝u1− u2 (3)温度偏差信号经电压、功率放大后，用以驱动 执行电动机，并通过传动机构拖动调压器动触 头。当温度偏高时，动触头向减小电流的方向 运动，反之加大电流，直到温度达到给定值为 止，此时，偏差 Δu＝0，电机停止转动。 探究式 讲授法 多媒体 演示法 板书、 互动法
例2：水槽液位控制系统 两 探究式 讲授法 LC ↓F2 2 工作过程： F1增加 →L增加→变送器输出信号增加一偏差（测量值设定值）为正 多媒体 系 增加 控制器输出增加→阀开度增加一F2增加一L降低： 演不法 给定+ 偏差 测量 控制器一控制阀一被控 液位 对象 测量 变 ☆ 给定量位于系统的输入端，称为系统输入量。也称为参考输入量（信号）。 ☆被控制量位于系统的输出端，称为系统输出量。 ☆输出量（全部或一部分）通过测量装置返回系统的输入端，使之与输入量进 行比较，产生偏差（给定信号与返回的输出信号之差）信号。输出量的返回过程 称为反馈。返回的全部或部分输出信号称为反馈信号
- 8 - 水 槽 液 位 控 制 系 统 10 分 钟 例 2：水槽液位控制系统 F2 F1 L F1 A.C F2 ●+ LC sp L F1 A.C F2 ●+ LC sp F1 A.C F2 ●+ LC sp F1 A.C F2 ●+ LC sp A.C F2 ●+ LC A.C F2 ●+ LC sp L 工作过程： F1 增加 → L 增加 → 变送器输出信号增加 → 偏差（测量值-设定值）为正、 增加 → 控制器输出增加 →阀开度增加 → F2 增加 → L 降低； 控制器 控制阀 被控 对象 测量 变送 给定 + 偏差 测量 − 液位 ☆ 给定量位于系统的输入端，称为系统输入量。 也称为参考输入量（信号）。 ☆ 被控制量位于系统的输出端，称为系统输出量。 ☆ 输出量（全部或一部分）通过测量装置返回系统的输入端，使之与输入量进 行比较，产生偏差（给定信号与返回的输出信号之差）信号。输出量的返回过程 称为反馈。返回的全部或部分输出信号称为反馈信号。 探究式 讲授法 多媒体 演示法 自问自 答形式
控制系统的原理和作用（定值） ●维持被控参数保持在设定值上，偏差越小越好 ●偏差控制：纠正偏 过程工业中，此类系统占大多数 启发式 ●按被控参数分类： 课堂讨论 温度控制回路、压力控制回路、 流量控制回路、物位（液位）控制回路 方块图： 互动法 原油 T 燃料油 图1加热炉温度控制系统 受控对像 扰动D 千扰逼道 受控变量 设定值偏差：控制器 a + G. c,(s) ) 测量： G. 1、每个方块图代表控制系统的环节 2、方块图中连线为信号线，不是物料线。 3、箭头代表信号作用方向 4、控制系统具有单向性，输入性影响输出 5 信号沿箭头方向前进又回到原起点 闭环 特点：自控系统具有受控变量负反馈的闭合回路
- 9 - 方 块 图 10 分 钟 控制系统的原理和作用（定值） ●维持被控参数保持在设定值上，偏差越小越好 ●偏差控制：纠正偏差 过程工业中，此类系统占大多数 ●按被控参数分类： 温度控制回路、压力控制回路、 流量控制回路、物位（液位）控制回路 方块图： 图1 加热炉温度控制系统 T2 燃料油 T1 TCTC 原油 图1 加热炉温度控制系统 T2 燃料油 T1 TCTC 原油 T2 燃料油 T1 TCTC 原油 设定值r 扰动D 偏差e 受控对象 G ( )s c 控制器 G ( )s v 执行器 控制通道 G ( )s p 干扰通道 G ( )s D 测量变送 G ( )s m 受控变量 y + + 操纵变量 q 控制变量 u 测量值 z + − 设定值r 扰动D 偏差e 受控对象 G ( )s c 控制器 G ( )s v 执行器 控制通道 G ( )s p 干扰通道 G ( )s D 测量变送 G ( )s m 受控变量 y + + 操纵变量 q 控制变量 u 测量值 z + − 1、每个方块图代表控制系统的环节 2、方块图中连线为信号线，不是物料线。 3、箭头代表信号作用方向 4、控制系统具有单向性，输入性影响输出 5、信号沿箭头方向前进又回到原起点――闭环 特点：自控系统具有受控变量负反馈的闭合回路 启发式 课堂讨论 互动法
方块图中各环节 工业控制器：比较环节十控制器 控制阀：改变操作变量环节 3.测量变送器：测量元件如热偶、孔板 启发式 变送器：将测量信号变换为后续仪表所需信号类型的装置 4.被控对象：指系统中反映操纵变量、干扰变量、与受控变量之间的环节 课堂 3 5.干扰：引起被控变量变化的一切外界因素 讨论法 如：烟筒抽力，燃料油成分，雾化程度，原油温度 6 干扰通道：干扰至受控变量之间的信号联 .控制通道：操纵变量至变量之间的信号联系 8.设定值：被控变量的预定法 9.操纵变量：被控制装置操纵以使受控变量保持设定值的物料量或能量 10被控变量：过程内要求保持设定值的物理量 1.总结本次课所讲的主要内容。 2布置课后练习及下节课预习任务。 课后练习： 问题：分析F1减小时的控制过程 小结 FI LC 探究式 讲授法 F2 预习： -10-
- 10 - 3 分 钟 方块图中各环节 1．工业控制器：比较环节＋控制器 2． 控制阀：改变操作变量环节 3．测量变送器：测量元件如热偶、孔板 变送器：将测量信号变换为后续仪表所需信号类型的装置 4．被控对象：指系统中反映操纵变量、干扰变量、与受控变量之间的环节 5．干扰：引起被控变量变化的一切外界因素 如：烟筒抽力，燃料油成分，雾化程度，原油温度 6．干扰通道：干扰至受控变量之间的信号联系 7．控制通道：操纵变量至变量之间的信号联系 8．设定值：被控变量的预定法 9．操纵变量：被控制装置操纵以使受控变量保持设定值的物料量或能量 10．被控变量：过程内要求保持设定值的物理量 启发式 课堂 讨论法 小结 2 分 钟 1.总结本次课所讲的主要内容。 2.布置课后练习及下节课预习任务。 课后练习： 问题：分析 F1 减小时的控制过程 F1 LC F2 F1 LC F2 预习： 探究式 讲授法