第六章 电子控制器分析
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控制器的详细功能解析
控制器的详细功能解析控制器是指用来控制电子设备、机器人、工业、生产和自动化等领域的设备的一种设备。
控制器广泛应用于工业生产、航空航天、医疗仪器、建筑机械、农业机械、化工和电力等领域。
本文将对控制器的详细功能进行解析。
一、输入输出功能控制器具有丰富的输入输出功能。
它可以输入各种传感器的信号，并通过输出信号，控制各种执行机构进行操作。
控制器的输入端口常用的有模拟输入、数字输入等；输出端口常用的有模拟输出、数字输出等。
通过输入输出接口，可以与各种继电器、开关、编码器、传感器、电源和执行器等进行通信。
二、逻辑控制功能控制器可以对输入信号进行判断、逻辑运算、比较运算和数值运算等处理，并根据特定的算法控制输出信号，实现对设备的控制。
其中逻辑控制功能是控制器的核心功能之一，常用于控制生产线、机器人、家用电器等设备。
三、运动控制功能控制器可以通过运动控制功能，控制各种执行机构对设备进行加工、装配、测试等操作。
运动控制功能通常由专用的运动控制板卡实现，其具有高精度、高速度和高稳定性等特点，可以实现复杂的运动控制任务。
四、通信协议功能控制器可以通过各种通信协议，与计算机、PLC（可编程逻辑控制器）、HMI（人机界面）和其他设备进行通信。
常用的通信协议有ModBus、CAN、Profibus和EtherCAT等，每种通信协议都有其独特的特点和应用场景。
五、实时性能和稳定性功能控制器必须具备高可靠性、高稳定性和实时性等功能。
这些功能保证了控制器可以在复杂的工业环境中稳定运行，并对设备进行实时控制。
控制器通常具有特殊的硬件结构和软件算法，以优化其实时性能和稳定性。
六、编程功能控制器的编程功能是指用户可以通过特定的编程软件，对控制器进行编程，实现对设备的控制。
不同的控制器通常采用不同的编程语言，如Ladder、FBD、C、C++等，用户可以根据实际需求选择合适的编程语言进行编程。
七、故障诊断功能为了保证工业生产的稳定性和安全性，控制器通常具有良好的故障诊断功能。
电子温度控制器工作原理
电子温度控制器工作原理电子温度控制器是一种用于控制和调节温度的装置。
它广泛应用于各个领域，包括工业、商业和家用等。
本文将详细介绍电子温度控制器的工作原理。
一、概述电子温度控制器是通过感知温度变化并根据预设的温度范围进行控制的装置。
通过测量和比较温度信号，电子温度控制器可以启动或停止相应的加热或冷却设备，以维持所需的温度。
二、传感器电子温度控制器中最重要的组件之一是温度传感器。
传感器可能采用多种类型，最常见的是热敏电阻（PTC或NTC）和热电偶。
传感器的选择根据不同的应用需求进行。
热敏电阻是一种根据温度变化而改变电阻值的元件。
它的电阻值会随温度升高或降低而相应变化。
热敏电阻通过与其他电路元件连接，将温度转化为电阻变化的信号。
热电偶是由两种不同金属制成的杆状物。
当热电偶的两个金属连接在不同温度的环境中时，会产生一个电压。
根据温度变化，电压信号也会相应改变。
三、比较器电子温度控制器中的比较器负责将传感器测得的温度信号与设定的温度范围进行比较。
比较器通常由运算放大器和几个其他电子元件组成。
当传感器测得的温度高于设定温度的上限时，比较器会发送一个信号，以启动冷却设备。
相反，当传感器测得的温度低于设定温度的下限时，比较器会发送另一个信号，以启动加热设备。
通过这种方式，温度控制器使温度保持在设定范围内。
四、控制元件电子温度控制器的另一个重要组成部分是控制元件。
根据不同的应用，控制元件可以是继电器、晶体管或可编程逻辑控制器等。
继电器是一种能够控制较高电压或电流的开关。
当比较器发送信号时，继电器会打开或关闭与之连接的电路，以启动或停止加热或冷却设备。
晶体管是一种半导体器件，具有放大和开关功能。
它可以将小电流控制大电流，从而控制加热或冷却设备的运行。
可编程逻辑控制器（PLC）是一种可编程且具有多种输入输出的电子设备。
PLC根据接收到的信号，执行相应的操作来控制温度设备。
它通常用于工业自动化领域，可以实现复杂的控制策略。
电饭煲控制器课程设计
电饭煲控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电饭煲的基本工作原理，掌握控制器的作用和功能。
2. 使学生掌握电饭煲控制器的电路构成，了解各部分元器件的作用。
3. 帮助学生了解电饭煲控制器的编程原理，学会编写简单的控制程序。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力，能对电饭煲控制器进行简单的设计和调试。
2. 提高学生的动手实践能力，学会使用相关工具和仪器进行控制器电路的搭建和测试。
3. 培养学生的团队协作能力，学会与他人共同分析和解决电饭煲控制器的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电器的兴趣，激发他们探索电子技术的热情。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作的规范性和安全性。
3. 增强学生的环保意识，让他们明白电器设计应考虑节能、环保等因素。
本课程针对初中年级学生，结合电学基础知识，注重理论联系实际，培养学生动手动脑的能力。
通过本课程的学习，学生能够掌握电饭煲控制器的基本原理和设计方法，提高解决问题的能力，培养对电器和电子技术的兴趣，达到学以致用的目的。
同时，注重培养学生的团队协作、环保意识和科学态度，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 电饭煲工作原理：介绍电饭煲的基本结构，重点讲解加热盘、温控器、微电脑控制器等核心部件的工作原理。
相关教材章节：第五章“家用电器”，第二节“电饭煲的原理与使用”。
2. 控制器电路构成：分析电饭煲控制器的电路组成，包括电源电路、时钟电路、按键输入电路、显示电路等。
相关教材章节：第六章“电子控制器”，第一节“控制器的基础知识”。
3. 控制器编程原理：讲解电饭煲控制器的编程方法，以简单的煮饭程序为例，让学生了解编程过程。
相关教材章节：第六章“电子控制器”，第三节“控制器的编程与应用”。
4. 实践操作：指导学生使用万用表、焊接工具等，进行控制器电路的搭建、调试和测试。
相关教材章节：第七章“实践操作”，第一节“电子电路的搭建与调试”。
电子控制原理
电子控制原理电子控制原理是指通过电子元件和电子设备来实现对电力、能量和信息的控制过程。
它在各个领域中发挥着重要的作用，包括工业自动化、机器人技术、交通运输、通信系统等。
在这篇文章中，我们将探讨电子控制的基本原理、应用以及未来的发展趋势。
一、电子控制的基本原理电子控制的基本原理是利用电子元件的特性和电路的工作原理来实现对电流、电压和功率的调节和控制。
在电子控制系统中，常用的元件包括电阻、电容、电感、晶体管和集成电路等。
通过对这些元件的组合和控制，可以实现对电能的转换和控制。
电子控制系统的基本模型是输入-处理-输出（IPO）模型。
输入是指从外部环境中获取的信号或数据，处理是指将输入信号经过电路和元件的处理，输出是指经过处理后得到的控制信号或结果。
此外，反馈是电子控制系统中一个重要的概念，通过对输出信号的监测和比较，可以对输入信号进行调整和修正，实现控制过程的闭环控制。
二、电子控制的应用领域1. 工业自动化：电子控制在工业领域中广泛应用，例如自动化生产线、机器人技术、数控机床等。
通过电子控制系统的应用，可以实现对各种工艺参数和设备的精确控制和调节，提高生产效率和产品质量。
2. 交通运输：电子控制在交通运输中的应用包括车辆电子控制系统（如发动机控制、制动控制）、交通信号控制系统、智能交通系统等。
这些应用可以提高交通安全性、降低能源消耗，并提供更加便利的交通服务。
3. 通信系统：电子控制在通信领域中的应用主要是指电子设备和电路在通信系统中的使用和控制。
例如手机、电视、无线通信设备等都是通过电子控制来实现通信功能和数据处理。
4. 家庭电器：电子控制在家庭电器中的应用非常广泛，例如空调、洗衣机、电视、冰箱等。
通过电子控制，可以实现对家电设备的智能控制和能耗管理，提供更加便捷和舒适的家居生活。
三、电子控制的发展趋势1. 智能化：随着物联网和人工智能的快速发展，电子控制系统将越来越智能化。
通过传感器、数据分析和自学习算法，电子控制系统可以实现对环境和用户需求的智能感知和响应。
《电子控制技术》教案分析
《电子控制技术》教案分析一、教案简介《电子控制技术》教案分析旨在帮助学生了解电子控制技术的基本概念、原理及其应用。
通过本章的学习，学生将掌握电子控制技术的基本原理，熟悉常见电子控制器件的工作原理和应用方法。
二、教学目标1. 了解电子控制技术的基本概念及发展历程。
2. 掌握电子控制技术的基本原理。
3. 熟悉常见电子控制器件的类型及应用。
4. 学会分析电子控制系统的性能指标。
三、教学内容1. 电子控制技术的基本概念及发展历程。
2. 电子控制技术的基本原理。
3. 常见电子控制器件的类型及应用。
4. 电子控制系统的性能指标分析。
四、教学方法1. 讲授：讲解电子控制技术的基本概念、原理及其应用。
2. 案例分析：分析实际应用中的电子控制系统案例，加深学生对理论知识的理解。
3. 讨论：组织学生就电子控制技术在实际应用中的问题进行讨论，提高学生的分析能力。
五、教学评价1. 课后作业：评估学生对课堂所学知识的掌握情况。
2. 课堂问答：检测学生对电子控制技术基本概念、原理的理解。
3. 小组项目：考察学生对电子控制系统的应用能力和团队协作能力。
六、教学资源1. 教材：《电子控制技术》相关教材。
2. 课件：制作包含图文并茂的课件，用于辅助讲解。
3. 实验设备：电子控制相关实验设备，如传感器、执行器等。
4. 视频资料：收集与电子控制技术相关的视频资料，用于案例分析。
5. 在线资源：提供相关网站、论坛等在线资源，方便学生自主学习。
七、教学安排根据课程要求和教学内容，建议将本课程分为两部分进行教学：1. 理论教学：共计32课时，每周2课时，共16周。
2. 实践教学：共计16课时，每周1课时，共16周。
八、教学难点与解决策略1. 教学难点：电子控制技术涉及诸多概念和原理，学生难以理解和掌握。
解决策略：通过案例分析、课后作业等方式，让学生在实际应用中体会和巩固理论知识。
2. 教学难点：电子控制器件的工作原理较为复杂，学生难以短时间内掌握。
《电子控制系统的组成和工作过程导学案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《电子控制系统的组成和工作过程》导学案一、导入你是否好奇手机、电脑等电子设备是如何实现智能控制的？电子控制系统是摩登科技的重要组成部分，它能够将电子技术与控制技术相结合，实现对各种设备的精确控制。
本节课我们将进修电子控制系统的组成和工作过程，希望通过进修能够更好地理解摩登科技的奥秘。
二、目标1. 了解电子控制系统的基本组成部分；2. 掌握电子控制系统的工作过程；3. 能够分析电子控制系统在实际应用中的作用。
三、导入知识1. 什么是电子控制系统？2. 电子控制系统的主要组成部分有哪些？3. 电子控制系统是如何实现对设备的精确控制的？四、进修内容1. 电子控制系统的组成部分：（1）传感器：用于采集各种信号，如温度、压力等；（2）执行器：根据控制信号执行相应的动作，如电机、阀门等；（3）控制器：对传感器采集的信号进行处理，生成控制信号，控制执行器的运行；（4）通信网络：用于传输控制信号和数据；（5）人机界面：提供操作界面，方便人们与电子控制系统交互。
2. 电子控制系统的工作过程：（1）传感器采集信号并将信号转换为电信号；（2）控制器接收电信号，并根据预设的控制算法进行处理，生成控制信号；（3）控制信号通过通信网络传输到执行器；（4）执行器根据控制信号执行相应的动作，实现对设备的控制。
3. 电子控制系统在实际应用中的作用：（1）提高生产效率：自动化控制可以减少人工操作，提高生产效率；（2）提高产品质量：精确的控制系统可以保证产品质量稳定；（3）勤俭能源：电子控制系统能够根据实际需求调节设备运行，勤俭能源成本；（4）提升安全性：电子控制系统可以对设备进行实时监控，保障设备运行安全。
五、拓展应用1. 请思考一下，电子控制系统在生活中的哪些方面有应用？2. 选择一个电子设备，分析其电子控制系统的组成和工作原理。
六、总结电子控制系统是摩登科技的重要组成部分，它通过传感器、执行器、控制器等组成部分实现对设备的精确控制，提高生产效率、产品质量，勤俭能源成本，保障设备安全运行。
第六节电器控制线路分析课件
传感器元件
传感器元件概述
传感器是一种将物理量转换为电信号 的器件，用于检测和测量各种物理量。
传感器元件特性
传感器的主要特性包括测量范围、测 量精度、线性度、灵敏度和响应时间 等。
传感器元件分类
传感器可分为温度传感器、压力传感 器、流量传感器和位移传感器等不同 类型。
传感器元件选择
选择传感器元件时，需要根据被测量 物理量的参数和要求，综合考虑其测 量范围、测量精度、线性度、灵敏度 和响应时间等参数。
网络化控制技术应用
总结词
网络化控制技术使得电器设备之间的信息交互更加便捷，有助于实现更高效的控制和管 理。
详细描述
通过网络通信技术，将多个电器设备连接成一个网络，实现设备之间的信息共享和协同 工作，提高电器设备的整体性能和能效。
人机交互技术应用
总结词
人机交互技术的运用使得电器设备更加易于 使用和维护，提高了用户体验。
实例二
灯光控制线路：设计一个灯光控制线 路，通过光敏电阻实现自动调光功能， 并采用时间继电器实现定时开关灯。
06
电器控制线路发展趋势与展 望
智能化控制技术应用
总结词
随着科技的进步，智能化控制技术逐 渐成为电器控制线路的重要发展方向。
详细描述
通过引入人工智能、机器学习等技术， 实现对电器设备的自主感知、决策和 执行，提高电器设备的自动化和智能 化水平，提升电器控制线路的效率和 可靠性。
05
电器控制线路设计原则与步 骤
设计原则
01
02
03
04
安全性原则
确保电器控制线路在正常工作 或故障情况下不会对人员和设
备造成危害。
可靠性原则
保证电器控制线路稳定、可靠， 能够长期正常工作。
电子控制器的原理及应用
电子控制器的原理及应用什么是电子控制器电子控制器是一种能够通过电子元器件控制电子设备或系统的装置。
它通过接收输入信号，进行逻辑运算、处理和控制，最终输出控制信号，实现对目标设备或系统的控制。
电子控制器广泛应用于工业自动化、家电、汽车电子等领域。
电子控制器的工作原理电子控制器的工作原理涉及多个方面，包括传感器、信号处理和执行器等。
传感器传感器是电子控制器的输入设备，用于感知外部环境和设备状态的变化，并将其转换为电信号。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、光敏传感器等。
传感器接收到的电信号通过电路连接到电子控制器中。
信号处理电子控制器中的信号处理模块用于对传感器获取的信号进行处理和分析。
它通常由运算放大器、滤波器、模数转换器等组成，能够对信号进行放大、滤波和转换等操作，以满足控制系统对信号的要求。
控制算法电子控制器中的控制算法根据信号处理得到的信息，进行逻辑运算和控制策略的设计。
控制算法可以是简单的比较判断，也可以是复杂的控制算法，如PID控制算法等。
控制算法的设计决定了电子控制器对目标设备或系统的控制效果。
执行器执行器是电子控制器的输出设备，用于根据控制信号对目标设备或系统进行控制。
常见的执行器包括电动阀门、电动马达、继电器等。
执行器接收到电子控制器输出的控制信号后，产生相应的物理效应，实现对目标设备或系统的调节和控制。
电子控制器的应用电子控制器具有广泛的应用范围，下面列举了一些常见的应用场景：•工业自动化：电子控制器在工业生产中起到了至关重要的作用。
它可以对生产流程进行自动化控制，提高生产效率和产品质量。
例如，自动化生产线上的PLC控制器可以实现对各个生产环节的精确控制，提高生产效率和降低成本。
•家用电器：电子控制器在家电中的应用也非常广泛。
例如，洗衣机、冰箱、空调等家电产品中都配备有电子控制器，通过对传感器信息的采集和控制算法的运算，实现对家电的智能控制和节能调节。
•汽车电子：现代汽车中的许多功能都由电子控制器实现。
化工自动化及仪表-6
第六章 控制器
本章重点介绍控制器特性(PID 控制规律)。
控制器是控制系统的核心。 从控制系统的角度讲，控制器的输入信号
e(t)是被控变量的设定值r(t)与测量值y(t)之 差，即e(t)= r(t)- y(t) ；控制器的输出信号是 送往执行机构的控制命令u(t)。因此，分析控制 器的特性，就是分析控制器的输出信号u(t)随输 入信号e(t)变化的规律，即控制器的控制规律。
B 比例度 δ 定义为δ=[e/(Zmax-Zmin)] / [Δu/ (u max - u min )] *100% 式中： e 为控制器输入信号； Δu 为控制器输出信号； (Zmax - Zmin)为控制器输入信号的变化范围，即量程； (u max - u min)为控制器输出信号的变化范围。 比例度δ可理解为：要使输出信号作全范围变化，输 入信号必须改变全量程的百分之几。 因为控制器的输入和输出都是标准统一信号，比例度
其开环特性如图所示。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B 微分作用及微分时间 TD 对系统过渡过程的影响 在负荷变化剧烈、扰动幅度较大或过程容量滞后较 大的系统中，适当引入微分作用，可在一定程度上提高 系统的控制质量。 如果要求引入微分作用后仍然保持原来的衰减比 n ，则可适当减小控制器的比例度，一般可减小15％ 左右，从而使控制系统的控制指标得到全面改善。 但是，如果引入的微分作用太强，即 TD 太大，反 而会引起控制系统剧烈振荡。此外，当测量中有显著的 噪声时，如流量测量信息常带有不规则的高频干扰信 号，则不宜引入微分作用，有时甚至需要引入反微分作 用。
在幅度为A的阶跃偏差信号作用下，实际PD控制 器的输出为：Δu (t)=Kc A+ Kc A(KD –1)exp(-t/T) 其中，T＝TD / KD。其开环输出特性如图所示。在偏差 跳变瞬间，输出跳变幅度为比例输出的KD倍，即 KDKcA ，然后按指数规律下降，最后，当t趋于无穷大 时，仅有比例输出 KcA 。决定微分作用的强弱有两个 因素： 一是开始跳变幅度的倍数， 用微分增益KD来衡量；另 一个是降下来所需要的时 间，用微分时间TD来衡量。 输出跳得越高，表示微分 作用越强。
本章重点介绍控制器特性(PID 控制规律)。
控制器是控制系统的核心。 从控制系统的角度讲，控制器的输入信号
e(t)是被控变量的设定值r(t)与测量值y(t)之 差，即e(t)= r(t)- y(t) ；控制器的输出信号是 送往执行机构的控制命令u(t)。因此，分析控制 器的特性，就是分析控制器的输出信号u(t)随输 入信号e(t)变化的规律，即控制器的控制规律。
B 比例度 δ 定义为δ=[e/(Zmax-Zmin)] / [Δu/ (u max - u min )] *100% 式中： e 为控制器输入信号； Δu 为控制器输出信号； (Zmax - Zmin)为控制器输入信号的变化范围，即量程； (u max - u min)为控制器输出信号的变化范围。 比例度δ可理解为：要使输出信号作全范围变化，输 入信号必须改变全量程的百分之几。 因为控制器的输入和输出都是标准统一信号，比例度
其开环特性如图所示。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B 微分作用及微分时间 TD 对系统过渡过程的影响 在负荷变化剧烈、扰动幅度较大或过程容量滞后较 大的系统中，适当引入微分作用，可在一定程度上提高 系统的控制质量。 如果要求引入微分作用后仍然保持原来的衰减比 n ，则可适当减小控制器的比例度，一般可减小15％ 左右，从而使控制系统的控制指标得到全面改善。 但是，如果引入的微分作用太强，即 TD 太大，反 而会引起控制系统剧烈振荡。此外，当测量中有显著的 噪声时，如流量测量信息常带有不规则的高频干扰信 号，则不宜引入微分作用，有时甚至需要引入反微分作 用。
在幅度为A的阶跃偏差信号作用下，实际PD控制 器的输出为：Δu (t)=Kc A+ Kc A(KD –1)exp(-t/T) 其中，T＝TD / KD。其开环输出特性如图所示。在偏差 跳变瞬间，输出跳变幅度为比例输出的KD倍，即 KDKcA ，然后按指数规律下降，最后，当t趋于无穷大 时，仅有比例输出 KcA 。决定微分作用的强弱有两个 因素： 一是开始跳变幅度的倍数， 用微分增益KD来衡量；另 一个是降下来所需要的时 间，用微分时间TD来衡量。 输出跳得越高，表示微分 作用越强。
电子控制器
电子控制器电子控制器是一种用来控制设备或系统的电子器件，通过对电路系统中的信号处理和解析，实现对设备或系统的精确控制。
电子控制器广泛应用于工业自动化、机器人、汽车等领域中，使得这些设备能够更加智能化、高效化地工作。
本文将从电子控制器的基本原理、分类、应用等方面进行介绍。
基本原理电子控制器的基础就是信号处理。
它可以将传感器获取到的实际信号（物理量）转化为数字信号，使之可以被计算机识别和处理。
经过信号处理后，电子控制器会对该信号进行解析和计算，得出所需的控制信号，从而达到对被控制物体的精确控制。
另外，电子控制器还会根据已有的控制方法和算法，对收集到的数据进行处理，调整控制值和控制方式，以满足不同的工作需求。
分类根据不同的工作方式和控制目标，电子控制器可分为以下几种：简单逻辑控制器简单逻辑控制器是一种适用于简单控制需求的电子控制器。
它利用基本的逻辑门电路实现控制逻辑，通过输入和输出来控制设备的工作状态。
这种控制器拥有简单的电路结构和短小精悍的控制程序，可以实现单个IO的控制，价格也比较低廉。
嵌入式控制器嵌入式控制器是一种广泛应用于工业自动化领域的电子控制器。
它借助于微处理器或单片机等芯片实现控制任务，具有良好的通用性和可扩展性。
嵌入式控制器能够处理电子信号、测量信号和通讯信号等多种信息，通过控制设备和机器人完成工业自动化控制。
PLC控制器PLC控制器是一种适用于复杂控制系统的电子控制器。
它利用基于程序的控制方法（即根据控制逻辑编辑控制程序）来控制设备和机器人，处理大量的输入和输出信号，并且可以高度灵活地实现控制程序的更改和修改。
应用电子控制器广泛应用于许多领域，以下是电子控制器的主要应用场景：工业自动化在工业自动化中，电子控制器是不可或缺的，它们可以通过控制工业机器人、生产线和流程控制来实现自动化，提高生产效率和品质。
汽车领域电子控制器在汽车中的应用越来越广泛，包括发动机控制单元、ABS控制模块、空气调节控制单元等，这些电子控制器使得汽车能够更加安全、更加高效地工作。
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2、热电隅传感器信号变换与调理电路
热电隅信号的变换电路一般采用专用集成电路，其冷端和 线性化电路都已集成于专用集成电路中，使用非常方便。 热电隅信号都很弱，几十毫伏左右，外界干扰不可忽视。 连接导线一般都采用双绞导线加金属屏蔽网屏蔽。在PCB 板上的走线一般也用地线包围，减少内部干扰的影响。
3、半导体集成温度传感器的应用
❖ 温度信号变换和调理电路：发动机数控系统中一般 采用电隅、金属热电阻和半导体热电阻等温度传感 器进行各种温度的测量
1、热电阻传感器信号变换与调理电路
热电阻传感器信号变换一般采用电
桥方式，使温度信号变换成电压信
号。电桥的激励即可以采用恒压源
，也可以采用恒流源。但流经热电
阻的电流不能过大，否则热电阻发热，影响测量精度。
❖ 压力信号变换与调理电路
发动机数控系统中，压力信号测量所采用的传感器一般
有：固态压阻式压力传感器、电感式压力传感器、振动筒式 压力传感器。目前使用较多的是固态压阻式压力传感器，振 动筒式压力传感器和电感式压力传感器用得较少。
固态压阻式压力传感器一般内部已包含压阻电桥，因此 它的信号调理是将电桥输出的毫伏
对于电位计式位移传感器，一般只要输送精密直流电压 源作为激励信号，传感器的输出信号比较大，信号处理电路 比较简单。电位计式位移传感器的缺点是输出阻抗较大，因 此处理电路的输入阻抗应比较大。同时电位计在滑动过程中 会产生噪声，处理电路应有良好的低通性能。
对于LVDT式的位移传感器，位移信号变换和调理电路一 般采用专用芯片。如AD598。AD598是LVDT的调制解调单 片集成电路，它将LVDT感受的位移变换成相对应的直流电 压信号。AD598为LVDT位移传感器提供激励电源，其调制 频率和幅值可以通过选择外围阻容元件确定。AD598产生的 正弦激励信号施加到LVDT的初级线圈，在LVDT的次级感应 出频率相同的两级交流信号。
❖ 数字式电子控制器是一种典型的嵌入式实时控制系统，它由 控制器硬件和控制器软件组成。
❖ 数字式电子控制器从结构和功能上可以划分为输入模块、控 制模块、输出模块、电源模块以及处理模块等。为了保证可 靠性，数字式电子控制器通常采用双通道结构，也称余度系 统。其中一个通道勇于控制，另一个通道作为热备份。一旦 用于控制的通道发生故障
半导体集成温度传感器使用非常方便，但其温度测量范围 一般都有限，通常在－55~145˚C，精度一般为1%左右，而 且滞后较大，只能在精度要求不高的场合下使用。在数字式 电子控制器中它一般作为温度补偿用。有些半导体集成温度 传感器设计成一种“温控电流源”的二端元件，如AD590。
半导体集成温度传感器测瀑电路。
而失去控制功能时，热备
份通道自动而平滑地切入
，不降工况地控制发动机
。一般来说，双余度系统
中传感器也是双余度的。
考虑到双余度系统对有些
传感器故障难以进行判别
数字式电子控制器结构图
，因此目前正在研究将传感器的解析余度引入数字电子控制
系统，以增加系统的可靠性。
输入模块
❖ 数字式电子控制器处理的信号一般有：模拟信号、频率信号 和开关信号。输入模块一般由模拟量输入电路、频率量输入 电路、开关量输入电路等构成。通过输入电路，电子控制器 采集发动机及控制系统的各种状态参数。输入电路的形成与 电子控制器的电路结构有关。来自❖ 转速信号变换与调理电路
发动机转速测量一般采用磁感应音轮式测速传感器，如 图所示。音轮为导磁材料，当音轮转动 时，齿峰和齿谷到永久磁铁的间隙变化 引起磁路中磁阻的变化，从而在线圈中 感应出相应的交变电压信号。此信号的 频率与转速成正比，幅度从几十毫伏到 几伏，内阻为数千欧。
磁感应音轮式测速原理
转速信号变换和调理电路的原理框图如图所示。图中，滤 波放大电路将伴随转速交流电压信号的干扰信号滤除，并对 交流电压信号进行放大。由于发动机的转速范围变化非常大 ，交流信号的幅值变化也很大。在低转速时信号幅值小，电 路要有足够的放大倍数；在高转速时，必须对信号进行限幅 。为了提高抗干扰能力，对信号处理电路和数字电路进行隔 离并将信号整形成方波信号。为满足数字电路的电平，需对 方波信号进行电平匹配。
级电压信号变换成适合的A/D采样
所需的电压信号。固态压阻式压力
传感器提供所需的工作电源有两种，
一种是恒压源，另一种是恒流源。
通常都采用恒流源，因为采用恒流
源的电路比采用恒压源电路的输出
精度要高，抗干扰能力强。
恒流源电路
❖ 位移信号变换与调理电路
发动机数控系统中使用的位移传感器大部分是电位计式 和线性差动变压器式（即Linear variable differential transformer,LVDT）.
第六章 电子控制器
❖ 电子控制器是航空发动机数字控制系统中的核心部件。从国 内外发动机电子控制器（EEC）的现状来看，电子控制器可 以分为两类。一类为模拟式电子控制器，另一类为数字式电 子控制器。
❖ 数字式电子控制器是发动机数字控制系统的核心部件。它的 主要作用是对发动机和控制系统的各重要控制参数进行采集 ，按一定的控制规律和控制算法进行处理并发出控制信号， 控制有关的执行机构，从而控制发动机的状态。同时可以根 据采集的参数对发动机和控制系统进行状态监视和故障诊断 ，保护发动机的安全运行。数字式电子控制器还可以存储发 动机及控制系统的有关工作参数和在线故障信息，为发动机 及控制系统的维护提供依据。
❖ 模拟量信号通常包括温度、压力、位移、转速和流量等，它 们来自发动机及控制系统的各种传感器，即有电流信号也有 电压信号；即有直流信号也有交流信号；即有幅值低至几毫 伏的小信号，也有幅值达几十伏的强信号。
❖ 模拟量输入电路一般由信号调理电路和信号变换电路组成。 通过信号变换和调理电路，将上述信号统一变换成适合A/D 采样的直流电压信号。信号的变换和调理过程应充分考虑抗 干扰和电磁兼容性等问题。信号变换和调理电路还应根据传 感器的特定要求提供激励源。
转速信号变换和调理电路的原理框图
❖ 信号转换电路
信号转换电路一般由模拟量转换输入电路（A/D）、频 率量转换输入电路（F/D）、开关量输入电路等构成。通过 输入电路，电子控制器将各种模拟量、频率量、开关量信号 全部转换成CPU能够接受的数字信号。 1、模拟量转换输入电路 ①逐次比较型模/数转换器 ②电压/频率型模/数转换器 （V/FC） ③并行模/数转换器 ④双积分型模/数转换器
热电隅信号的变换电路一般采用专用集成电路，其冷端和 线性化电路都已集成于专用集成电路中，使用非常方便。 热电隅信号都很弱，几十毫伏左右，外界干扰不可忽视。 连接导线一般都采用双绞导线加金属屏蔽网屏蔽。在PCB 板上的走线一般也用地线包围，减少内部干扰的影响。
3、半导体集成温度传感器的应用
❖ 温度信号变换和调理电路：发动机数控系统中一般 采用电隅、金属热电阻和半导体热电阻等温度传感 器进行各种温度的测量
1、热电阻传感器信号变换与调理电路
热电阻传感器信号变换一般采用电
桥方式，使温度信号变换成电压信
号。电桥的激励即可以采用恒压源
，也可以采用恒流源。但流经热电
阻的电流不能过大，否则热电阻发热，影响测量精度。
❖ 压力信号变换与调理电路
发动机数控系统中，压力信号测量所采用的传感器一般
有：固态压阻式压力传感器、电感式压力传感器、振动筒式 压力传感器。目前使用较多的是固态压阻式压力传感器，振 动筒式压力传感器和电感式压力传感器用得较少。
固态压阻式压力传感器一般内部已包含压阻电桥，因此 它的信号调理是将电桥输出的毫伏
对于电位计式位移传感器，一般只要输送精密直流电压 源作为激励信号，传感器的输出信号比较大，信号处理电路 比较简单。电位计式位移传感器的缺点是输出阻抗较大，因 此处理电路的输入阻抗应比较大。同时电位计在滑动过程中 会产生噪声，处理电路应有良好的低通性能。
对于LVDT式的位移传感器，位移信号变换和调理电路一 般采用专用芯片。如AD598。AD598是LVDT的调制解调单 片集成电路，它将LVDT感受的位移变换成相对应的直流电 压信号。AD598为LVDT位移传感器提供激励电源，其调制 频率和幅值可以通过选择外围阻容元件确定。AD598产生的 正弦激励信号施加到LVDT的初级线圈，在LVDT的次级感应 出频率相同的两级交流信号。
❖ 数字式电子控制器是一种典型的嵌入式实时控制系统，它由 控制器硬件和控制器软件组成。
❖ 数字式电子控制器从结构和功能上可以划分为输入模块、控 制模块、输出模块、电源模块以及处理模块等。为了保证可 靠性，数字式电子控制器通常采用双通道结构，也称余度系 统。其中一个通道勇于控制，另一个通道作为热备份。一旦 用于控制的通道发生故障
半导体集成温度传感器使用非常方便，但其温度测量范围 一般都有限，通常在－55~145˚C，精度一般为1%左右，而 且滞后较大，只能在精度要求不高的场合下使用。在数字式 电子控制器中它一般作为温度补偿用。有些半导体集成温度 传感器设计成一种“温控电流源”的二端元件，如AD590。
半导体集成温度传感器测瀑电路。
而失去控制功能时，热备
份通道自动而平滑地切入
，不降工况地控制发动机
。一般来说，双余度系统
中传感器也是双余度的。
考虑到双余度系统对有些
传感器故障难以进行判别
数字式电子控制器结构图
，因此目前正在研究将传感器的解析余度引入数字电子控制
系统，以增加系统的可靠性。
输入模块
❖ 数字式电子控制器处理的信号一般有：模拟信号、频率信号 和开关信号。输入模块一般由模拟量输入电路、频率量输入 电路、开关量输入电路等构成。通过输入电路，电子控制器 采集发动机及控制系统的各种状态参数。输入电路的形成与 电子控制器的电路结构有关。来自❖ 转速信号变换与调理电路
发动机转速测量一般采用磁感应音轮式测速传感器，如 图所示。音轮为导磁材料，当音轮转动 时，齿峰和齿谷到永久磁铁的间隙变化 引起磁路中磁阻的变化，从而在线圈中 感应出相应的交变电压信号。此信号的 频率与转速成正比，幅度从几十毫伏到 几伏，内阻为数千欧。
磁感应音轮式测速原理
转速信号变换和调理电路的原理框图如图所示。图中，滤 波放大电路将伴随转速交流电压信号的干扰信号滤除，并对 交流电压信号进行放大。由于发动机的转速范围变化非常大 ，交流信号的幅值变化也很大。在低转速时信号幅值小，电 路要有足够的放大倍数；在高转速时，必须对信号进行限幅 。为了提高抗干扰能力，对信号处理电路和数字电路进行隔 离并将信号整形成方波信号。为满足数字电路的电平，需对 方波信号进行电平匹配。
级电压信号变换成适合的A/D采样
所需的电压信号。固态压阻式压力
传感器提供所需的工作电源有两种，
一种是恒压源，另一种是恒流源。
通常都采用恒流源，因为采用恒流
源的电路比采用恒压源电路的输出
精度要高，抗干扰能力强。
恒流源电路
❖ 位移信号变换与调理电路
发动机数控系统中使用的位移传感器大部分是电位计式 和线性差动变压器式（即Linear variable differential transformer,LVDT）.
第六章 电子控制器
❖ 电子控制器是航空发动机数字控制系统中的核心部件。从国 内外发动机电子控制器（EEC）的现状来看，电子控制器可 以分为两类。一类为模拟式电子控制器，另一类为数字式电 子控制器。
❖ 数字式电子控制器是发动机数字控制系统的核心部件。它的 主要作用是对发动机和控制系统的各重要控制参数进行采集 ，按一定的控制规律和控制算法进行处理并发出控制信号， 控制有关的执行机构，从而控制发动机的状态。同时可以根 据采集的参数对发动机和控制系统进行状态监视和故障诊断 ，保护发动机的安全运行。数字式电子控制器还可以存储发 动机及控制系统的有关工作参数和在线故障信息，为发动机 及控制系统的维护提供依据。
❖ 模拟量信号通常包括温度、压力、位移、转速和流量等，它 们来自发动机及控制系统的各种传感器，即有电流信号也有 电压信号；即有直流信号也有交流信号；即有幅值低至几毫 伏的小信号，也有幅值达几十伏的强信号。
❖ 模拟量输入电路一般由信号调理电路和信号变换电路组成。 通过信号变换和调理电路，将上述信号统一变换成适合A/D 采样的直流电压信号。信号的变换和调理过程应充分考虑抗 干扰和电磁兼容性等问题。信号变换和调理电路还应根据传 感器的特定要求提供激励源。
转速信号变换和调理电路的原理框图
❖ 信号转换电路
信号转换电路一般由模拟量转换输入电路（A/D）、频 率量转换输入电路（F/D）、开关量输入电路等构成。通过 输入电路，电子控制器将各种模拟量、频率量、开关量信号 全部转换成CPU能够接受的数字信号。 1、模拟量转换输入电路 ①逐次比较型模/数转换器 ②电压/频率型模/数转换器 （V/FC） ③并行模/数转换器 ④双积分型模/数转换器