2019-2020年高中通用技術(shù) 第四章《控制與設(shè)計(jì)》教案 蘇教版必修2.doc

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2019-2020年高中通用技術(shù) 第四章《控制與設(shè)計(jì)》教案 蘇教版必修2 學(xué)習(xí)目標(biāo)和要求： ⒈ 積極觀(guān)察生活，能從生活中所遇到的和所觀(guān)察到的事物中識(shí)別各種受控現(xiàn)象和受控過(guò)程，理解控制的含義。 ⒉ 能夠分析典型的案例，了解手動(dòng)控制和自動(dòng)控制，熟悉簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡(jiǎn)單的工作過(guò)程。 ⒊ 通過(guò)案例分析，能畫(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理解其中的控制器、執(zhí)行器的作用，熟悉反饋環(huán)節(jié)的作用。 ⒋ 通過(guò)案例分析，找出并分析影響簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素，了解功能模擬方法和黑箱方法在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。 ⒌ 結(jié)合一定的案例，了解簡(jiǎn)單的被控對(duì)象的基本特性，能確定被控量、控制量，劃出控制系統(tǒng)的方框圖，并形成初步的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 ⒍ 能根據(jù)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，制作一個(gè)控制裝置，或根據(jù)簡(jiǎn)單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方案進(jìn)行模擬實(shí)施，學(xué)會(huì)調(diào)試運(yùn)行，提出改進(jìn)方案。 （導(dǎo)入）： 我國(guó)古代有一種靠風(fēng)力來(lái)推動(dòng)的風(fēng)磨，當(dāng)風(fēng)力強(qiáng)的時(shí)候，磨盤(pán)就轉(zhuǎn)得快，當(dāng)風(fēng)力弱的時(shí)候，磨盤(pán)就轉(zhuǎn)得慢。那么，怎樣才能根據(jù)風(fēng)力的大小，往磨盤(pán)上添加谷物呢？對(duì)此，人們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)漏斗：當(dāng)風(fēng)磨轉(zhuǎn)動(dòng)慢的時(shí)候，這個(gè)漏斗會(huì)自動(dòng)地縮小漏口，使少量的谷物流進(jìn)磨盤(pán)；當(dāng)風(fēng)磨轉(zhuǎn)動(dòng)快的時(shí)候，這個(gè)漏斗會(huì)自動(dòng)地張大漏口，讓較多的谷物流進(jìn)磨盤(pán)。 這個(gè)巧妙的漏斗在今天看來(lái)，是一個(gè)古老的控制裝置，體現(xiàn)了人們認(rèn)識(shí)并利用控制現(xiàn)象的久遠(yuǎn)。事實(shí)上，控制并不是人類(lèi)的天外來(lái)客，它滲透在我們生產(chǎn)和生活的方方面面。理解控制、善于控制，已經(jīng)成為我們每個(gè)人日常生活中不可或缺的基本能力。 一、控制及控制系統(tǒng) 1 控制 人們根據(jù)自己意愿或目的，通過(guò)一定的手段，使事物沿著某一確定的方向發(fā)展，就形成了控制（control）。這里所說(shuō)的手段就是控制技術(shù)。如：射手通過(guò)瞄準(zhǔn)使箭射中靶心；人們通過(guò)電冰箱獲得適當(dāng)?shù)臏囟龋故澄锬軌蜷L(zhǎng)期存放；先進(jìn)的生產(chǎn)流水線(xiàn)通過(guò)計(jì)算機(jī)的指揮實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)等。 注意：理解任何控制現(xiàn)象，都要明確控制的對(duì)象是什么，控制要達(dá)到什么目的和采取什么控制手段。例如：在人力三輪車(chē)轉(zhuǎn)彎過(guò)程中的方向控制問(wèn)題中，其控制的對(duì)象就是人力三輪車(chē)，控制的目的是為了改變?nèi)嗆?chē)行駛的方向，控制的手段是騎車(chē)人通過(guò)雙手轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)把，改變前輪的方向并帶動(dòng)后輪。 2 控制的分類(lèi)： （1）從控制過(guò)程中人工干預(yù)的情形來(lái)分：人工控制、自動(dòng)控制。 A 人工控制：控制的過(guò)程是在人的直接干預(yù)和全程干預(yù)下進(jìn)行的。如：人工紡紗、普通自來(lái)水龍頭、掀按鈕打開(kāi)電燈、拖地清潔地板、駕駛汽車(chē)等 B 自動(dòng)控制：是指在無(wú)人直接參與的情況下，使事物的變化準(zhǔn)確的按照期望的方向進(jìn)行。如：數(shù)控機(jī)床、飲料自動(dòng)裝罐生產(chǎn)線(xiàn)，花房恒溫控制、十字路口紅綠燈的轉(zhuǎn)換、通過(guò)電視更換節(jié)目頻道、聯(lián)合收割機(jī)割麥子等。 （2）按照?qǐng)?zhí)行部件的不同分為： A 機(jī)械控制：普通水龍頭、電飯煲等 B 氣動(dòng)控制：化工生產(chǎn)中常見(jiàn)的氣動(dòng)閥門(mén)、公共汽車(chē)車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)控制等 C 液壓控制：建筑工地打樁機(jī)、修理汽車(chē)用的液壓千斤頂?shù)? D 電子控制：電子計(jì)算器、家用電冰箱、自動(dòng)門(mén)和汽車(chē)自動(dòng)變速器的電子控制裝置等 3 控制系統(tǒng) 一般的控制過(guò)程都有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出。任何一種控制的實(shí)現(xiàn)，都要通過(guò)若干個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，我們稱(chēng)之為控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)通常分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)（open loop control system）和閉環(huán)控制系統(tǒng)（closed loop control system）兩種。 簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)由兩部分組成，即被控對(duì)象和控制裝置。其中的控制裝置，包括傳感器、控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)，對(duì)于閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，還包括反饋環(huán)節(jié)與比較環(huán)節(jié)。 二、開(kāi)環(huán)控制 ⒈ 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。如：十字路口的紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)、樓宇的防盜報(bào)警控制系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、公園的音樂(lè)噴泉自動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)門(mén)的控制系統(tǒng)、家用高壓鍋等。 ⒉ 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖 在系統(tǒng)控制中，為了分析的方便，常采用方框來(lái)表示系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，用單向信號(hào)線(xiàn)來(lái)表示系統(tǒng)信號(hào)的傳遞方向，這種圖稱(chēng)為控制系統(tǒng)的方框圖，它表示了系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的位置、功能和相互之間的關(guān)系。 ⒊ 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)特征： 系統(tǒng)的輸出量?jī)H受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號(hào)是單向傳遞。 三、閉環(huán)控制 ⒈ 含義：把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱(chēng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)。如：電冰箱的溫度控制系統(tǒng)、交通路口紅綠燈自動(dòng)控制（根據(jù)車(chē)流量大小改變紅綠燈時(shí)間）系統(tǒng)等 ⒉ 閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖 上圖中，檢測(cè)裝置測(cè)量出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端；是比較器，它將所給量與所檢測(cè)的被控量進(jìn)行比較，求出偏差值；控制器將這一偏差值進(jìn)行運(yùn)算處理，并向執(zhí)行器下達(dá)控制指令。執(zhí)行器根據(jù)指令對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，從而使被控量穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。 3． 閉環(huán)控制系統(tǒng)的特征 在系統(tǒng)的輸入量和輸出量之間，還有一條從輸出量返回到輸入端的反饋環(huán)節(jié)，它們形成了一條閉合回路，反饋環(huán)節(jié)使得輸出量的改變對(duì)控制的過(guò)程產(chǎn)生直接影響。 4 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋 干擾因素和反饋是閉環(huán)控制系統(tǒng)中的兩個(gè)重要的核心概念，閉環(huán)控制系統(tǒng)是通過(guò)反饋環(huán)節(jié)克服干擾因素而使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定的 （1）干擾：在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱(chēng)為干擾因素。在干擾中我們需要注意以下幾點(diǎn)： 第一，來(lái)源問(wèn)題。有的干擾因素是由于環(huán)境造成的，如影響自行車(chē)行駛速度變化的自然風(fēng)等； 有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機(jī)導(dǎo)航信號(hào)的手機(jī)信號(hào)等。 第二，數(shù)量問(wèn)題。在控制系統(tǒng)中，干擾因素可能是一個(gè)，也可能是若干個(gè)。如戰(zhàn)士在大風(fēng)大雨中進(jìn)行射擊練習(xí)，風(fēng)和雨都是子彈命中準(zhǔn)確度的干擾因素。 第三，處理問(wèn)題?？刂葡到y(tǒng)在工作中必須克服干擾，使被控量穩(wěn)定。如空調(diào)器的溫度控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，它能克服室外溫度變化這一干擾，當(dāng)室外溫度升高時(shí)，空調(diào)器檢測(cè)出干擾引起的室內(nèi)溫度變化，通過(guò)啟動(dòng)壓縮機(jī)降溫來(lái)克服這一干擾，使室溫保持穩(wěn)定。 第四，利用問(wèn)題。在一般控制系統(tǒng)中，干擾因素是需要克服的。而在有些情況下卻可以利用干擾因素實(shí)現(xiàn)某種目的。如在軍事演習(xí)中，紅方利用一定頻率的電磁波對(duì)藍(lán)方的信息指揮系統(tǒng)進(jìn)行干擾，使之不能正常工作。但在生產(chǎn)生活中，我們需要以謹(jǐn)慎、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待干擾因素的利用。 （2）反饋： A 定義：在控制系統(tǒng)中，將輸出量通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過(guò)程，就是反饋。 B 反饋方法：利用反饋來(lái)分析和處理被控對(duì)象，通過(guò)系統(tǒng)的輸出來(lái)調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標(biāo)運(yùn)行的方法，稱(chēng)為反饋方法。如普通電水壺將水加熱至沸騰時(shí)，需要人工關(guān)閉電源，而自動(dòng)電水壺具有當(dāng)水沸騰時(shí)自動(dòng)切斷電源的功能，這就是利用反饋方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的結(jié)果。 四、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較 ⒈ 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)輸入量到輸出量之間的信號(hào)是單向傳遞的，它對(duì)輸出量的控制精度較低，但它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。 ⒉ 閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸入量和輸出量之間還有一個(gè)反饋環(huán)節(jié)，它們形成了一條閉合回路。它對(duì)輸出量的控制精度較高，但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，主要用在要求較高精度和高可靠性的控制中。 五、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施 ⒈ 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路 ⑴ 要設(shè)計(jì)好一個(gè)控制系統(tǒng)，應(yīng)該明確這個(gè)系統(tǒng)要到達(dá)的目的是什么，所要控制的對(duì)象是什么，被控對(duì)象有哪些重要的特性，被控量和控制量分別是什么，外界的主要干擾因素有哪些，選擇怎樣的設(shè)計(jì)方案既能達(dá)到目的，又經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)，如何選擇設(shè)備和元件等等。 ⑵ 設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)，是選擇開(kāi)環(huán)控制還是閉環(huán)控制，應(yīng)根據(jù)對(duì)控制精度的要求以及經(jīng)濟(jì)條件的可行性而定。在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，被控對(duì)象的特性往往難以直接得到，通常是通過(guò)了解被控對(duì)象的輸入與輸出之間的關(guān)系來(lái)分析它的基本特性，從而確定控制器的運(yùn)算方式；一個(gè)控制系統(tǒng)中可能存在若干個(gè)干擾因素，需要分析主次，找出對(duì)系統(tǒng)影響最大的干擾因素；被控量和控制量的確定是控制方案的關(guān)鍵，對(duì)于簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，需要控制的量往往被確定為被控量，控制量應(yīng)選擇可控制的、對(duì)抑制干擾因素和保持系統(tǒng)穩(wěn)定有明顯作用的量；執(zhí)行器、檢測(cè)器的選擇一是要根據(jù)被控量和控制量的需求，二是要根據(jù)控制的條件進(jìn)行?？傊?，能達(dá)到控制的目的，采用易于實(shí)現(xiàn)的控制方式，降低控制成本，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響等，是我們進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須考慮的基本問(wèn)題。 ⑶ 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，還包括畫(huà)出必要的設(shè)計(jì)圖紙（控制電路設(shè)計(jì)或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）和實(shí)施圖紙、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等。 注意：根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需求，應(yīng)該有對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，要借鑒來(lái)自各方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)要有自己的設(shè)計(jì)創(chuàng)意。 例：電熱毯設(shè)計(jì)，應(yīng)有若干層發(fā)熱絨和包覆層，控制器要實(shí)現(xiàn)調(diào)溫、定時(shí)、過(guò)熱熔斷保護(hù)、過(guò)熱控制保護(hù)和精確溫控等。要保證安全措施到位、工作穩(wěn)定可靠，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)減少成本、舒適美觀(guān)、降低能耗等指標(biāo)。 ⒉ 簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)案例 ⑴ 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：整個(gè)過(guò)程設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，在明確設(shè)計(jì)要求，明確被控對(duì)象、被控量和控制量后，即可考慮具體控制系統(tǒng)的方案。 例：電吹風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)： a設(shè)計(jì)分析：被控對(duì)象是電吹風(fēng)裝置，被控量是風(fēng)的速度和溫度，控制量是電機(jī)的電壓，干擾因素是房間溫度、電源電壓的波動(dòng)等。 b電吹風(fēng)的控制過(guò)程：電吹風(fēng)是要將其內(nèi)部電熱絲的熱量通過(guò)一個(gè)小電風(fēng)扇擴(kuò)散出去。 c框圖： 有了框圖，畫(huà)出必要的電器線(xiàn)路圖，選擇適當(dāng)型號(hào)的元件和配件，進(jìn)行組裝、調(diào)試。 ⑵ 閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 第一， 一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是穩(wěn)定的。 第二， 控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)的輸出量與給定值之差應(yīng)控制在允許的范圍之內(nèi)。 第三， 閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。 例：抽水馬桶水箱的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)： a設(shè)計(jì)分析：被控對(duì)象是抽水馬桶的水箱，被控量是抽水馬桶水箱水位的高度，控制量是進(jìn)水管的水流量（進(jìn)水量）水箱水位的高度與進(jìn)水量之間呈線(xiàn)性關(guān)系。 b控制過(guò)程：撥動(dòng)沖水旋鈕，使出水閥打開(kāi)，水箱沖水。與此同時(shí)，進(jìn)水閥打開(kāi)，水箱進(jìn)水，直到指定水位時(shí)，進(jìn)水閥關(guān)閉。 c框圖： 六、本章練習(xí)題目 ⒈ 下列控制系統(tǒng)中，屬于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的是（ ） A．電冰箱的溫度控制 B．計(jì)算機(jī)的CPU上的風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制 C．現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)溫室的溫度控制 D．紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng) ⒉ 下列不屬于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的是（ ） A．自動(dòng)門(mén) B．電動(dòng)聲控?zé)? C．自動(dòng)烘干機(jī) D．電飯鍋溫控系統(tǒng) ⒊ 下列控制系統(tǒng)中屬于自動(dòng)控制系統(tǒng)的是（ ） A．按鈕開(kāi)關(guān)控制 B．普通自來(lái)水龍頭 C．花房恒溫度控制 D．汽車(chē)駕駛 ⒋ 理解一個(gè)控制現(xiàn)象，要明確控制的對(duì)象是什么，控制要達(dá)到什么目的和采取什么控制手段。例如，導(dǎo)彈控制系統(tǒng)控制的是導(dǎo)彈與目標(biāo)之間的距離，目的是要擊中目標(biāo)（距離為零），分析這個(gè)控制系統(tǒng)，其控制的對(duì)象是（ ） A．人 B．目標(biāo) C．計(jì)算機(jī) D．導(dǎo)彈 ⒌ 電冰箱工作溫度設(shè)定在一定的范圍值，當(dāng)箱內(nèi)溫度變化超過(guò)設(shè)定的范圍值時(shí)，熱敏電阻的阻值也相應(yīng)地變化，通過(guò)熱敏電阻的變化，電流經(jīng)過(guò)三極管放大器的放大，帶動(dòng)繼電器，控制壓縮的啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電冰箱的溫度控制。溫度的變化量是（ ） A．輸入量 B．輸出量 C．控制量 ⒍ 在電冰箱的溫度控制系統(tǒng)中，下列情況不屬于影響其溫度控制的干擾因素的是（ ） A．開(kāi)電冰箱門(mén) B．電冰箱所在房間的溫度從20攝氏度變到32攝氏度 C．將熱菜或熱飯放入電冰箱中 D．在電冰箱外放一盆冷水 ⒎ 人們首先發(fā)現(xiàn)了什么問(wèn)題而發(fā)明了電冰箱（ ） A．冰箱可以制作冰激凌 B．低溫可以保險(xiǎn) C．冰箱可以制作冰水 D．冰箱可以冰鎮(zhèn)啤酒 8 判斷題及填空 ⑴ 李明學(xué)習(xí)時(shí)，用手去調(diào)節(jié)臺(tái)燈的亮度，這種控制屬于自動(dòng)控制。 （ ） ⑵ 系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生直接影響的控制系統(tǒng)稱(chēng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)。（ ） ⑶ 大年三十晚，王小軍在家忙于帖對(duì)聯(lián)，第一次粘穩(wěn)時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)聯(lián)下端明顯偏向左邊，第二次經(jīng)過(guò)調(diào)整后，發(fā)現(xiàn)對(duì)聯(lián)雖比上次有明顯好轉(zhuǎn)，但對(duì)聯(lián)下端仍有些偏向左邊，第三次調(diào)整后，發(fā)現(xiàn)對(duì)聯(lián)上下已對(duì)齊。王小軍這一行為已構(gòu)成一個(gè)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 （ ） ⑷ 控制系統(tǒng)的__________不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)稱(chēng)為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。 9 在加熱爐的溫度控制系統(tǒng)中，可能有哪些干擾因素？系統(tǒng)是如何克服干擾使?fàn)t溫穩(wěn)定在一定范圍的？ 答：可能的干擾有：打開(kāi)爐門(mén)，放入或取出東西；外界溫度的變化；電壓的變化等。采取的辦法是利用閉環(huán)控制。利用一個(gè)溫度傳感器，及時(shí)檢測(cè)溫度的變化，然后根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果控制開(kāi)關(guān)的狀態(tài)：當(dāng)溫度高時(shí)就切斷開(kāi)關(guān)，當(dāng)溫度低時(shí)就接通開(kāi)關(guān)加熱。 10 舉例說(shuō)明控制的重要作用及意義。 答：汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)失控，造成飛車(chē)；人類(lèi)對(duì)某些疾病失去控制，給人類(lèi)帶來(lái)威脅；生活中，煮飯失去控制，燒焦或煮不熟。 11 如圖： 圖中是聲控?zé)粝到y(tǒng)組成示意圖，根據(jù)你的理解和認(rèn)識(shí)回答下列問(wèn)題。 ⑴聲控?zé)舻膬?yōu)點(diǎn)有哪些？ ⑵如果聲控?zé)舻母浇](méi)有來(lái)人，而出現(xiàn)意外的聲響，如樓上或隔壁有人高聲說(shuō)話(huà)或以動(dòng)作發(fā)出聲響，靈敏度高的聲控?zé)粢矔?huì)應(yīng)聲而亮。為避免這種情況你有什么好辦法？ ⑶畫(huà)出聲控?zé)舻南到y(tǒng)框圖。 答案提示： ⑴ 關(guān)鍵詞：方便、節(jié)電 用墻上的開(kāi)關(guān)去開(kāi)燈或關(guān)燈，已是習(xí)以為常的事。但是，在一個(gè)黑暗的走廊里用手摸索著尋找電燈開(kāi)關(guān)很費(fèi)事，對(duì)外來(lái)的生人更是難事；另外，人走了不關(guān)燈是常有的事，形成長(zhǎng)明燈，浪費(fèi)電力。 聲控?zé)艟哂刑厥夤δ芘c應(yīng)用。比如，在公共樓道里安裝聲控?zé)艏确奖阌质‰姟? 所謂方便是指來(lái)到樓道里的人，只需發(fā)出一定量的聲響（如咳嗽一聲，排一下掌，跺一下腳）電燈就會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，而無(wú)需去找墻上的手操開(kāi)關(guān)。所謂節(jié)電是指過(guò)了一小段時(shí)間，電燈又會(huì)自動(dòng)熄滅，沒(méi)有人的時(shí)候，電燈處于熄滅狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)明燈。 2 把傳感器的靈敏度調(diào)小一點(diǎn)。 3 12 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)可用下面方框圖來(lái)描述。 試列舉出幾種常見(jiàn)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。 答：⑴水泵抽水控制系統(tǒng) 溫度 內(nèi)鍋 ⑵普通家用電飯煲的煮飯控制 接通電源（輸入） 電飯煲 電熱盤(pán) 飯熟保溫 ⑶遙控器控制電視系統(tǒng) 帶動(dòng) 自行車(chē) 傳動(dòng)系統(tǒng) 腳踩的力 后輪 加速運(yùn)動(dòng) ⑷ 騎自行車(chē)加速的控制 操縱 110控制中心 報(bào)警控制器 110報(bào)警 警員系統(tǒng) 出車(chē)處理 ⑸ 13 閉環(huán)控制系統(tǒng)可用下面方框圖來(lái)描述。試列出常見(jiàn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 答：⑴游泳池水位控制。 ⑵籃球比賽運(yùn)動(dòng)員投籃工作過(guò)程 ⑶水箱水位控制 ⑷人體溫度控制系統(tǒng) 補(bǔ)充材料 功能模擬方法和黑箱方法是控制論的主要方法。 功能模擬法以功能和行為的相似為基礎(chǔ)，用模型模擬原型的功能和行為的方法。它為仿生學(xué)、人工智能、價(jià)值工程提供了科學(xué)方法。如：獵手瞄準(zhǔn)獵物的過(guò)程與自動(dòng)火炮系統(tǒng)的功能行為是相似的，但二者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理過(guò)程是截然不同的。再如：在國(guó)際象棋的人機(jī)對(duì)弈中，計(jì)算機(jī)具有與人腦類(lèi)似的邏輯判斷功能，能模擬棋手的思維與人下棋。 黑箱方法是把將要研究的系統(tǒng)作為黑箱，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的輸入與輸出關(guān)系的研究進(jìn)而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法。在生活中有時(shí)我們需要認(rèn)識(shí)對(duì)象的內(nèi)部無(wú)法打開(kāi)或不便打開(kāi)時(shí)這時(shí)我們可以通過(guò)觀(guān)測(cè)和考察它的輸入與輸出的關(guān)系來(lái)推測(cè)其內(nèi)部的特性和功能，如：中醫(yī)看病通過(guò)“望聞問(wèn)切”來(lái)了解病人的病況，最后對(duì)病情作出判斷。再如：夏天買(mǎi)西瓜可以通過(guò)看瓜形、看瓜色、聽(tīng)瓜聲、測(cè)彈性來(lái)判斷西瓜的生熟。這些事例都沒(méi)有打開(kāi)事物直接觀(guān)看內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而是通過(guò)觀(guān)察外部或試驗(yàn)等方法來(lái)認(rèn)識(shí)事物的。