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课题 第7课 开关量的生成
教学目标 1．通过生活中具体的控制系统中阈值设置的案例,理解阈值的概念 2．通过控制系统的具体案例,理解连续量经由阈值判断生成开关量并实现控制的过程和原理
教学重点 理解连续量经由阈值判断生成开关量并实现控制的过程
教学难点 理解阈值对控制系统运行的影响
环境与素材 1．用于演示的控制系统模型 2．学生实验用的开源硬件以及相关的软件 3．教学演示文稿
教学过程
一、讨论 走廊灯在人经过时会自动打开,在这个控制系统中会产生哪些数据？这些数据是如何实现开灯和关灯的？ 二、建构 控制系统对各种数据进行判断,生成开关量数据,控制执行器动作,完成系统的控制。 1．认识阈值 为了保持系统安全稳定地运行,系统可设定一个数值,当系统运行到临界状态,数据大于、小于或等于这个数值时,就执行相应的控制动作。这个设定的数值称为阈值。 例如,智能温室大棚系统为了保护植物,当温度小于12℃时便会打开加热器使温度上升。其中,12℃就是设置的阈值。 生活中的很多控制系统都需要合理设置阈值。如扫地机器人需要躲避障碍物,与前方障碍物的安全距离就是一个阈值。 阈值可以由用户根据实际情况进行设置和调整,如用户可以依据不同需求设定空调的目标温度。 【想一想】 生活中还有哪些控制系统存在阈值设置？ 2．开关量的生成 在设计控制系统时,经常需要通过生成开关量来实现控制。开关量可通过连续量与阈值的判断来生成。 如智能温室大棚系统在实施升温的过程中,通过对棚内温度与阈值的判断生成开关量,实现对加热器的控制。如果棚内温度小于阈值12℃,条件判断为真（True）,开关量switch赋“1”,系统控制加热器加热；如果条件判断为假（False）,开关量switch赋“0”,系统控制加热器停止加热。 三、练习 尝试修改某个控制系统的阈值,描述更改前后的变化情况。 【参考答案】 本课练习让学生尝试修改某个控制系统的阈值,并描述更改前后的变化情况。选择什么样的控制系统进行练习,教师可以根据所在学校的实际情况和教学设计的案例进行选择。本项练习可以安排在课堂教学环节中实施,也可以安排在课后,让学生自行选取生活中常见的控制系统（如家用电器）开展本练习活动。
课后反思/评价标准 1．选择合适的控制系统。 2．能准确选择由于阈值改变而引起变化的控制现象进行观察。 3．能记录阈值改变引起变化的相关数据。 4．能准确描述这个实验。 5．能对实验进行总结与反思。

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