资源简介

第一节：了解控制
一、学习目标
1.理解控制、控制系统的含义及其在生活和生产中的应用。
2.了解手动控制、自动控制和智能控制的特点。
3.熟悉什么是开环控制、什么是闭环控制，并能够进行简单区分。
二、素养目标
技术意识：知道控制在生产和生活中的广泛应用，感受控制技术与生产、生活的密切联系，会看简单的控制系统（开环控制系统、闭环控制系统）结构图，理解其工作原理和控制过程，能描述简单控制系统的工作原理与工作过程。
工程思维：能通过分析控制系统实例，了解不同类型控制系统的特点，会辨析手动控制、自动控制、智能控制、开环控制和闭环控制，能对一个简单控制实例(如电灯开关等)进行组装。
三、教学重点、难点
重点：理解控制的含义，知道常见控制类型有手动控制、自动控制、智能控制、开环控制、闭环控制等。
难点：开环控制、闭环控制的区分。
四、教材情况
本节要求学生从技术的角度思考和观察生产、生活中的控制系统，并理解控制的含义。学会分析简单控制系统的工作过程。教材从人们的生活经验出发，从实例分析入手，让学生认识和了解手动控制、自动控制、智能控制、开环控制、闭环控制等控制系统。
五、学生情况
控制对于学生来说，控制并不陌生，存在与日常生活中的各个方面。对于生活中的手动控制、自动控制和智能控制的相关概念，学生是比较容易理解的。但对于开环控制系统、闭环控制系统的理解会比较困难。因此教师要运用案例对比分析的方法，让学生理解开环控制和闭环控制的特点。
六、教学过程
1.新课引入
播放天宫空间站的组建视频，初步引入控制的基本概念。让学生了解控制技术及其组成的系统在我们生活中普片存在，他们为人们的美好生活和高效工作提供了便利。
2.体验项目：简易磁控系统。体验目的：体验控制技术的特点，应用领域。
材料准备：
实验工具：电洛铁，焊锡丝。
实验步骤：将元器件按照如图所示的电路图连接，然后用小磁铁靠近干簧管，观察发光二极管的变化。
实际上，我们希望某一事物按照自己的意愿发展，就要对其进行干预，这样根据自己的目的，通过一定的方法使事物朝着期望的目标发展，就形成了控制。
3.常见控制系统的类型
（1）手动控制：手动控制也叫人工控制，是有人参与的控制过程，人(或肢体)属于控制系统的组成部分。
（2）自动控制：就是执行控制任务，实现控制目标的过程中不需要人参与的控制。
（3）智能控制：由智能机器(智能机器是指在结构化或非结构化的，熟悉的或陌生的环境中，自主地或与人交互地执行人类规定的任务的一种机器)自主地实现其目标的过程。智能控制的最大特点是外界环境或工作环境比较复杂且具有不确定因素时，控制都能按预定的目标去完成任务，就像人的大脑一样，能够灵活地解决遇到的问题 。
（4）开环控制：系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。
（5）闭环控制：系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响 。
教师与学生共同分析投掷飞镖、自动感应水龙头、全自动洗衣机、冰箱自动控温系统、鼠标操作等案例，明确它们分别属于什么控制类型。
分析讲解：①开环控制系统本身不能对被控量的偏差进行调整和 补偿。②闭环控制系统把输出量返回到输入端与给定值进行比较，构成一个闭合回路。开环控制和闭环控制的最大区别是有无检测装置(反馈环节)。当控制效果与期望值发生偏差时，闭环控制系统的检测装置(反馈环节)就把这个偏差信息反馈回来，让控制系统修正偏差。
4.开环控制和闭环控制的优缺点。
闭环控制过程中由于能对控制进行不断修正，所以一般能够得到较好的控制效果。但闭环控制中存在反馈环节以及要进行反馈量与期望值的比较运算，所以结构较为复杂，成本也较高。当对控制的精度要求不高或组成系统的器件稳定性较高时，采用开环控制也能得到预期的效果。如家用电风扇的转速控制、房间电灯开关的控制等，都属于开环控制。
思考：红绿灯、手动水龙头、自动感应水龙头、空调、可调亮度的台灯、全自动洗衣机、银行自动感应门等，分别属于哪种控制类型
七、教学反思
结合新课改的理念，本届课以学生为主体。授课过程中，学生表现出了极大兴趣，能够积极参与到教学中。手动控制和自动控制学生易于理解，开环控制和闭环控制难度较大，教师要抓住“开环控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，而闭环控制系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响”这一点来确定开环控制和闭环控制，同时，要强调反馈环节采集的数据必须是从输出(被控量)那里来的。

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