第一节 电子控制系统的组成与工作过程

一、电子控制技术

电子控制技术是一门运用电子电路实现控制功能的技术。近几十年来，它的发展异常迅速，已经成为推动新的技术革命的一种重要技术。它不仅在生活中为人们所用，而且广泛应用于工业、农业、医疗、军事、航天等各领域。

二、电子控制系统

以电子技术为核心的控制系统称为电子控制系统（electronic control system）。在这个系统中，有电阻、电感、电容等元件和二极管、晶体管、集成电路（IC）等电子器件。它们相互作用、相互依赖，形成一个整体，以实现控制的目的。

例如，智能化的电饭煲具有煮饭、保温、定时、显示温度等功能，都是依靠电子控制技术实现控制的，属于电子控制系统。而普通的电饭煲往往只具有煮饭、保温功能，它是利用双金属片进行控制的，属于机械控制方式，不是电子控制系统。

电子控制系统是通过控制器实现控制的。如电子调光台灯系统中，灯泡是被控对象，灯光的亮度是被控量，通过控制器（调光电子电路）对灯泡进行控制，实现灯光亮度的调节。又如遥控小车，是通过遥控器对被控对象小车进行控制的，最终使被控量小车速度的大小和方向得到改变。

三、电子控制系统的组成

了解电子控制系统的基本组成对于电子产品的设计、使用和维护都有着十分重要的意义。

下面以路灯的控制为例，说明电子控制系统的基本组成和工作过程。

过去的路灯需要人工控制，现在利用电子控制技术实现了自动化控制。那么，这两者有什么异同呢？现通过图2-1与图2-2进行对比。

两个系统都是先进行信息收集，然后经过对信息的分析、判断，发出命令，再执行命令，闭合或者切断电路，从而达到控制目的。两个系统虽然结构的组成各不相同，但是各部分完成的功能十分相似。

电子控制系统一般可分为输入、控制（处理）和输出三个基本的组成部分。用框图表示，如图2-3所示。

1.输入部分

输入部分通常由各种传感器组成，输入信息可以有各种形式，可以是作用力，也可以是温度、湿度、磁场、光照强度等环境参数的变化。

输入部分相当于人的感官。它能将采集的非电量变化转变为电量的变化。例如，手按动按钮，输入部分就把机械开关的通或断的非电量变化转变为电信号（电压或电流）的有或无的电量变化。

2.控制（处理）部分

控制（处理）部分一般由具有各种控制功能的电子电路（或微处理器）组成。它的作用相当于人的大脑。它能对送入的电信号进行比较、分析和处理，并发出指令。

3.输出部分

输出部分由电磁继电器、晶闸管等多种执行机构组成。输出信号可以是位移，如电磁继电器中衔铁的运动、电动机的转动等，也可以是声、光等，如扬声器中发出的音乐声。

输出部分相当于人的手和足。它的作用是执行控制（处理）部分的指令，进行某种操作，实现某种功能。

电路常见信号与组成见表2-1。

四、电子控制系统的工作过程

电子控制系统的输入部分相当于人的感官。它能将采集的非电量（信息）变化转变为电量（电信号）变化。控制（处理）部分的作用，相当于人的大脑，它能将对送入的电信号进行分析、比较和处理，并发出指令。输出部分由电磁继电器、晶闸管等多种执行机构组成，相当于人的手足。它的作用是执行控制（处理）部分的指令，进行某种操作，实现某种功能。

基本的电子控制系统的工作过程如图2-4所示。