电子控制技术

电子控制技术华南师范大学郑永驹2008.7电子控制系统概述学习目的：了解电子控制系统的特点，体会电子控制系统的优越性。了解电子控制系统的基本组成无处不在的电子控制电子控制系统的基本组成被控量输入部分控制部分执行部分被控对象返馈环节比较器电子控制系统的优点高速、准确。电子计算机可以在一秒内完成几十亿次运算，在计算机的控制下，控制系统可高速、准确地完成各种复杂的控制。智能化程度高。单片机，特别是计算机技术的引入，使得电子控制系统具有高度的智能化。可进行远距离控制。通过无线电遥控，使我们能够在地球控制在遥远太空飞行的飞船，体积小、重量轻、功耗低、寿命长传感器学习目标：认识常见的传感器，能用多用表检测常用传感器。了解传感器的应用什么是传感器传感器是能够感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用的输出信号的器件或装置。传感器在电子控制中的作用认识传感器热敏传感器：热敏传感器是将温度转换为电信号的装置。光敏传感器：光敏传感器是将光信号转换为电信号的装置。各种各样的传感器及其应用温度传感器的应用光传感器的应用湿敏传感器的应用磁敏传感器的应用声敏传感器的应用气敏传感器应用力敏传感器应用超声波传感器的应用学习目标：了解数字信号的特性,知道数字信号的优点。了解晶体三极管的开关特性及其在数字电路中的作用。熟悉基本的门电路,能够填写真值表和画波形图.知道常用数字集成电路的类型,能用数字集成电路安装简单的电路装置.数字电路数字量.数字信号.数字电路在自然界形形色色的物理量中，就其变化规律而言，不外乎两大类．其中一类物理量在时间上和数量上都是离散的，这一类物理量叫做数字量，把表示数字量的信号就叫做数字信号，工作在数字信号下的电子电路叫做数字电路．另一类物理量的变化在时间上或数值上则是连续的，这一类物理量叫做模拟量．实验同学们分成A，B两组，每组相距10米以上，用光灯向另一组发送信号。A组用调光灯向B组发送信号，规定如下：将灯光灯亮度从微亮到最亮分成10个等级，分别表示1-10。B组手电筒向A组发送信号的规定如下：手电筒闪一下表示1，闪两下表示2，以此类推，闪10下表示10。讨论：上面两种通信方式那种更可靠？为什么？数字信号数字信号与模拟信号模拟信号数字信号在时间轴上的连续变量，我们称为连续时间信号，又称模拟信号在时间轴上的离散点上取值，我们称为离散时间信号在时间和幅度上都取离散值的信号称为数字信号时间离散信号：数字电路上的二值化为了方便表示和处理，数字电路上往往只用“０”和“１”两个数值．电路上用电压的低和高，开关的开和关，电路的通和断来表示．例如：ＴＴＬ逻辑电路规定：输出输入电压在０～０．８伏之间为低电平．在２．４伏以上为高电平．数字信息的信号形式（调制方式）幅度表示频率表示相位表示电平表示1010101010易于保存抗干扰能力强易于处理精度高数字信号的特点在受到干扰的情况下，数字信号由于状态简单，所以容易恢复原来的摸样。一幅图片经数字化后，可以方便地对其进行各种加工处理，产生很多模拟技术无法达到的效果。模拟指针式电压表和数字式电压表测量同一电池的指示，从数字式电压表中可以读到小数点后4位，而模拟指针式电压表是很难到这个精度的数字信号只有两个状态，所以数字信号的保存、记录就比较容易，逻辑门：与门BAFABF000010100111真值表波形图或门ABF000011101111ABF真值表波形图非门AF0110AF真值表波形图密码锁电路的设计与非门ABF001011101110真值表波形图或非门ABF001010100110真值表波形图ABF触发器（能够存储１位二值信号的基本单元电路统称为触发器）D触发器输入输出RDCPDQQ1XX010↑1100↑001JK触发器输入输出SDRDCPJKQQ10XXX1001XXX0111XXX禁用00↑00保持00↑101000↑010100↑11翻转000XX保持抢答器的设计改进继电器学习目标：认识继电器，知道其作用和类型；了解直流继电器的构造、规格和工作原理；学会直流继电器的使用；了解可控硅(晶闸管)的构造和简单的工作原理；认识继电器■电路控制与继电器继电器的基本原理JJJ继电器线圈常闭接点转换接点J常开接点干簧继电器的结构和工作原理干簧继电器实物干簧继电器结构干簧管实物常见的继电器电磁继电器干簧继电器固态继电器时间继电器压力继电器热继电器继电器的型号及其技术参数（1）额定电压指继电器线圈正常工作时，加在线圈上的电压（或流过的电流）。直流电磁继电器的额定电压常用的有：6V、12V、24V等。（2）吸合与释放电流吸合电流是指继电器能完成吸合动作时，继电器线圈流过的最小电流。释放电流则是指继电器从吸合状态转入释放状态时，继电器线圈流过的最大电流。通常吸合电流远大于释放电流。（3）线圈功耗指继电器线圈正常工作时消耗的功率。常见的有：≤0.2W、≤0.4W、≤1.2W、≤5W、≤7W、≤7.5W等。（4）触点负荷指继电器触点所承受的开路电压和关合电流。开路电压常见的有：110V、220V、380V等，关合电流常见的有：5A、10A、50A、100A等。防护特征符号序号外形符号主称代号继电器的基本型号一般由主称代号、外形符号、短划线。序号和防护特征符号组成。例：JZC－33F电磁继电器的使用可控硅(晶闸管)结构和电路符号晶闸管实物晶闸管的工作原理晶闸管的应用电子控制系统及其应用学习目的：了解电子控制系统的特点，体会电子控制系统的优越性。学会简单电子控制系统的设计、制作与调试。掌握电子控制系统故障检修的基本方法。LM393开环电子控制系统案例开环电子控制系统的结构方框图输入电路控制器被控对象被控量期望值输入值闭环电子控制系统的结构方框图控制器执行器被控对象反馈环节给定值被控量（温度）闭环电子控制系统改进电子控制系统的设计优化方法举例检测是否有现人进入的方案比较采用的传感器工作原理优点缺点红外传感器收、发器件分置门框两则，有人进入时光线被遮挡，接受器收不到信号，发出有人进入信号。1.隐蔽性好2．受外界光干扰小3．价格较便宜1．光线覆盖面有限可见光传感器同上1．价格便宜1.隐蔽性不好2．易受外界光干扰3。光线覆盖面有限。超声波传感器收、发器件分置门框两则，有人进入时超声波被遮挡。接收器收不到信号，发出有人进入信号。1.隐蔽性好2．受外界干扰小1.价格较贵2.工作时功耗大3.体积较大压力传感器将压力传感器置于门的下方地面，有人踩上时，压力传感器输出发生变化，发出有人进入信号。1.隐蔽性好2．受外界干扰小1．有被人跨过的可能，2．价格较贵声音传感器检测人进入时发出的响声。从而发出有人进入信号。1.隐蔽性好2.安装位置灵活3.价格便宜1．易受外界干扰报警信号传输方式的比较报警方优点缺点无线报警报警信号传递方便，特别有利于大面积、多报警点的集中管理。造价较高，有被干扰的可能有线报警工作可靠，造价便宜报警信号传递不方便目测法电路发生故障时，我们首先应检查在电路中有否开路、短路、元件松动、烧焦等现象。故障分析与检修测试直流电压、电流每个元件，特别是集成电路，工作时都需要有一个适当的电压。通过测量电路中各点的电压或各支路的电流，可以发现一些异常。信号测量在任何电路或系统中，信号都是沿着一个确定的路线传输，用测试仪器沿着信号传输的路线进行测量，可以发现信号在那里中断或异常。信号测量法可迅速地确定故障的部位。