探究控制系统的设计要素

技术与设计2第四单元控制及其设计第四节控制系统的设计与实施

任务一探究控制系统的设计要素1控制的方式与应用控制的含义、方式与应用3闭环控制系统的工作过程闭环控制系统的概念与工作过程，反馈在控制系统中的作用。控制与设计单元学习回顾2开环控制系统的工作过程控制系统含义、开环控制系统的概念及工作过程。

走进情境——燃气泄露事故频发摘自央视频

如果生活中遇见燃气泄露的情况，你会如何处置？情境讨论分析遇到燃气泄漏的情况，首先保持冷静，做好自我保护措施的情况下小心关闭燃气总阀门?，以切断气源，防止燃气继续泄漏。其次，最好能有报警装置提醒有燃气泄露。?有合适的控制系统解决类似的问题吗？

一、控制系统探究摘自淘宝网

燃气报警器中内置气体传感器（俗称电子鼻），当燃气时浓度达到一定值时，控制模块发出控制指令，接通内置电子开关，报警器就会发出声光报警，提醒人们发生了燃气泄漏。此外，燃气报警器还与电磁切断阀联动，在报警时自动关闭燃气阀门，保障安全。任务一：请写出燃气报警控制子系统和燃气切断控制子系统的工作过程方框图。燃气报警及切断控制系统

任务一：请画出燃气报警子系统及切断子控制系统工作过程方框图被控对象声光报警器控制器控制模块（含气体传感器）执行器电子开关燃气浓度超标信号声光报警开关打开被控对象电磁阀控制器控制模块（含气体传感器）执行器电子开关燃气浓度超标信号切断电磁阀开关打开输入量控制量被控量输入量控制量被控量

走进情境——围炉煮茶摘自小红书摘自央视频

某医院曾接诊一位小伙，半夜独自在家围炉煮茶，因怕冷未开窗通风，凌晨三点未熄灭炭火直接入睡，第二天中午醒来有乏力、想吐、心慌、胸闷、头痛等症状。小伙意识到不对劲，立即呼叫120前往医院就医，原来是一氧化碳中毒了。走进情境——围炉煮茶暗藏危险摘自小红书运用控制的方法解决通风问题，控制系统设计要求：

控制系统的设计实施控制系统所需的设备、元件等系统的成本分析控制系统的调试、运行和评价控制系统的方案选择分析被控对象的主要特征明确控制的目的确定被控量、控制量分析主要的干扰因素。。。。。。当检测到室内有毒气体浓度超标时，能启动应急通风装置，保障人身安全。控制系统的控制方式任务二：根据控制系统设计要求进行设计要素分析

1.分析该控制系统设计要素控制目的：当一氧化碳等有毒气体超标时，能启动通风系统；被控对象：通风装置；被控量：通风装置启动。控制器：含气体传感器的控制模块，能发出控制指令启动应急通风装置。2.确定该控制系统控制方式由于控制系统工作过程中检测到有毒气体超标时，立即能打开通风装置，不存在控制浓度的精度要求，控制方式为开环控制方式，同时从成本核算、设备选择等方面考虑，开环控制系统更适合。3.描述控制系统的工作过程用方框图的形式写出控制系统工作过程。任务二：根据控制系统设计要求进行设计要素分析

当检测到室内有毒气体浓度超标时，能启动应急通风装置，保障人身安全。任务二：根据控制系统设计要求进行设计要素分析

方案一：应急排风通风控制系统当检测到一氧化碳等有毒气体超标时，能打开排风扇，因此执行器是电机，控制量是电机转动二、设计应急通风控制系统被控对象排风扇控制器控制模块（含气体传感器）执行器电机有毒浓度超标信号排风扇启动电机转动输入量控制量被控量

方案二：应急排风及开门（窗）通风控制系统当检测到一氧化碳等有毒气体超标时，既能启动排风扇，同时也能打开门（窗）。因此该控制系统中存在两个不同的执行器，并控制不同的被控对象。二、设计应急通风控制系统被控对象门（窗）控制器控制模块（含气体传感器）执行器舵机有毒浓度超标信号门（窗）打开舵机转动输入量控制量