控制與設計知識點歸納

　　設計控制是指為保證滿足產品設計規定為要求所制訂並執行控制和驗證產品設計的計劃、規程、要求和手段。控制與設計也是通用技術學科的一個重要知識點。以下是小編為你整理的，希望能幫到你。

　　《控制與設計》知識點一：控制的手段與應用

　　1.控制的手段

　　⑴控制的含義：案例分析：大禹治水P96

　　人們按照自己的意願或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發展，這就是控制。

　　理解任何控制現象，都要明確控制的物件是什麼，控制要達到什麼目的和採取什麼控制手段。

　　例如：人力三輪車轉彎過程中的方向控制問題，其控制的物件就是人力三輪車，控制的目的是為了改變三輪車行駛的方向，控制的手段是騎車人通過雙手轉動車把，改變前輪的方向並帶動後輪。

　　⑵控制的手段：控制的實現需要通過一定的手段。

　　從控制過程中人工干預的情形來分，控制有人工控制和自動控制。

　　人工控制是在人的直接干預和全程干預下進行的。人工控制又稱手動控制。

　　自動控制是指在無人直接參與的情況下，使事物的變化準確地按照期望的方向進行。按執行部件的不同，控制可分為機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等。

　　案例分析：從手搖扇到空調器P98

　　2.控制的應用

　　控制應用到生活中，提高了人們的生活質量，人類能夠在一定程度上按照自己的意願改變周圍的環境，使之滿足人們的需要。生產中往往需要對溫度、溼度、壓力、速度及加工動作等進行控制，控制在生產中得到了極為廣泛的應用。控制在軍事、國防等領域也有著廣泛的應用。

　　《控制與設計》知識點二、控制系統的工作過程與方式

　　1.控制系統

　　案例分析：自行車行駛的速度控制的實現P102

　　案例分析：電風扇的風速控制的實現P102

　　任何一種控制的實現，都要通過若干個環節，這些環節構成一個系統，我們稱之為控制系統。一般的控制過程都有一個輸入和一個輸出，控制系統的輸入輸出之間有一定的對應關係。

　　控制系統一般分為開環控制系統和閉環控制系統。

　　2.開環控制系統

　　控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，這種控制系統為開環控制系統。

　　開環控制系統在日常生活中用途很廣。如十字路口的紅綠燈定時控制系統、樓宇的防盜報警控制系統、火災自動報警系統、公園的音樂噴泉自動控制系統等。

　　案例分析：自動門的控制系統P103

　　在控制系統中，為了分析的方便，常採用方框來表示系統的環節，用單向訊號線來表示系統訊號傳遞的方向，這種圖稱為控制系統的方框圖，它表示了系統的各個環節在系統中的位置、功能和相互之間的關係。對於開環控制系統，通常可以用下面的方框圖來描述：

　　案例分析：水泵抽水控制系統P104

　　3.閉環控制系統

　　系統的輸出量返回到輸入端並對控制過程產生影響的控制系統稱為閉環控制系統。

　　簡單閉環控制系統的方框圖如下：

　　與開環控制系統相比，閉環控制系統多了一個由檢測裝置組成的環節。

　　《控制與設計》知識點三：閉環控制系統的干擾與反饋

　　1.干擾因素

　　在控制系統中，除輸入量***給定值***以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。

　　有的干擾因素是環境造成的，如影響自行車行駛速度的變化的自然風等;

　　有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機導航訊號的手機訊號等。

　　在控制系統中，干擾因素可能有一個，也可能有若干個。如戰士在大風大雨中進行射擊練習，風和雨都是子彈命中準確度的干擾因素。控制系統在工作中必須克服干擾，使被控量穩定。

　　案例分析：電視機P109

　　有些情況可以利用干擾因素實現某種目的。如在軍事演習中，紅方利用一定頻率的電磁波對藍方的資訊指揮系統進行干擾，使之不能正常工作。

　　2.反饋

　　***1***反饋：

　　控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入並與輸入量進行比較的過程，就是反饋。

　　案例分析：投籃 P110

　　利用反饋來分析和處理被控制物件，通過系統的書出來調整系統的行為，使系統沿著預期的目標運用的方法，稱為反饋方法。如普通電水壺將水加熱至沸騰時，需要人工關閉電源，而自動電水壺具有擋水沸騰時自動切斷電源的功能，終究是運用反饋方法實現自動控制的結果。

　　***2*** 閉環控制系統的工作過程

　　從反饋來看，閉環控制系統就是指在系統的輸出端與輸入端之間存在反饋問題，輸出量對控制過程產生影響的控制系統。閉環控制系統的核心是通過反饋來減少被控制量***輸出量***的偏差。

　　一個閉環控制系統，能夠克服外界干擾，使被控量控制在給定值附近。

　　案例分析：供水水箱的水位自動控制系統P112 加熱爐的溫度自動控制系統P113

　　***3***閉環控制系統與開環控制系統的比較

　　開環控制系統一般結構簡單，適用於控制精度要求不高而系統本身的元件又比較穩定的場合。

　　閉環控制系統設計比較麻煩，結構相對複雜，構成控制系統的成本較高。閉環控制系統是自動控制中廣泛採用的一種方式，用於要求高精度和高可靠性的場合。

　　3.功能模擬方法：以功能和行為的相似性為基礎，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬法。

　　4.黑箱方法：把將要研究的系統作為黑箱，通過對系統輸入與輸出關係的研究，進而推斷出系統內部結構及其功能的方法，就是黑箱方法。黑箱方法提供了一種不必開啟黑箱就可以研究其內部結構和功能的方法。例如，通過輸入影象、電或聲音訊號，觀測、分析腦電波的輸出反應，研究人腦對視覺或聽覺資訊的傳遞、變換和處理功能，得知人腦內部結構的細節，就是黑箱方法的運用。