第一節 電子控制系統的組成與工作過程

一、電子控制技術

電子控制技術是一門運用電子電路實現控制功能的技術。近幾十年來，它的發展異常迅速，已經成為推動新的技術革命的一種重要技術。它不僅在生活中為人們所用，而且廣泛應用于工業、農業、醫療、軍事、航天等各領域。

二、電子控制系統

以電子技術為核心的控制系統稱為電子控制系統（electronic control system）。在這個系統中，有電阻、電感、電容等元件和二極管、晶體管、集成電路（IC）等電子器件。它們相互作用、相互依賴，形成一個整體，以實現控制的目的。

例如，智能化的電飯煲具有煮飯、保溫、定時、顯示溫度等功能，都是依靠電子控制技術實現控制的，屬于電子控制系統。而普通的電飯煲往往只具有煮飯、保溫功能，它是利用雙金屬片進行控制的，屬于機械控制方式，不是電子控制系統。

電子控制系統是通過控制器實現控制的。如電子調光臺燈系統中，燈泡是被控對象，燈光的亮度是被控量，通過控制器（調光電子電路）對燈泡進行控制，實現燈光亮度的調節。又如遙控小車，是通過遙控器對被控對象小車進行控制的，最終使被控量小車速度的大小和方向得到改變。

三、電子控制系統的組成

了解電子控制系統的基本組成對于電子產品的設計、使用和維護都有著十分重要的意義。

下面以路燈的控制為例，說明電子控制系統的基本組成和工作過程。

過去的路燈需要人工控制，現在利用電子控制技術實現了自動化控制。那么，這兩者有什么異同呢？現通過圖2-1與圖2-2進行對比。

兩個系統都是先進行信息收集，然后經過對信息的分析、判斷，發出命令，再執行命令，閉合或者切斷電路，從而達到控制目的。兩個系統雖然結構的組成各不相同，但是各部分完成的功能十分相似。

電子控制系統一般可分為輸入、控制（處理）和輸出三個基本的組成部分。用框圖表示，如圖2-3所示。

1.輸入部分

輸入部分通常由各種傳感器組成，輸入信息可以有各種形式，可以是作用力，也可以是溫度、濕度、磁場、光照強度等環境參數的變化。

輸入部分相當于人的感官。它能將采集的非電量變化轉變為電量的變化。例如，手按動按鈕，輸入部分就把機械開關的通或斷的非電量變化轉變為電信號（電壓或電流）的有或無的電量變化。

2.控制（處理）部分

控制（處理）部分一般由具有各種控制功能的電子電路（或微處理器）組成。它的作用相當于人的大腦。它能對送入的電信號進行比較、分析和處理，并發出指令。

3.輸出部分

輸出部分由電磁繼電器、晶閘管等多種執行機構組成。輸出信號可以是位移，如電磁繼電器中銜鐵的運動、電動機的轉動等，也可以是聲、光等，如揚聲器中發出的音樂聲。

輸出部分相當于人的手和足。它的作用是執行控制（處理）部分的指令，進行某種操作，實現某種功能。

電路常見信號與組成見表2-1。

四、電子控制系統的工作過程

電子控制系統的輸入部分相當于人的感官。它能將采集的非電量（信息）變化轉變為電量（電信號）變化。控制（處理）部分的作用，相當于人的大腦，它能將對送入的電信號進行分析、比較和處理，并發出指令。輸出部分由電磁繼電器、晶閘管等多種執行機構組成，相當于人的手足。它的作用是執行控制（處理）部分的指令，進行某種操作，實現某種功能。

基本的電子控制系統的工作過程如圖2-4所示。