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控制系统的类型 教学设计
课题 控制系统的类型 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 六年级
教材分析 本课主题为《控制系统的类型》，属于江西科学技术出版社2023信息科技六年级第一单元《系统中的控制》的一部分。本课的教学目标分为两部分：一是了解开环控制系统，包括其含义、工作过程及特点；二是掌握闭环控制系统，包括其含义、工作过程及特点。开环控制系统是指在系统输出对系统输入没有影响的情况下，系统能够实现控制目标的控制系统。其工作过程依赖于系统的输入和输出之间的关系，而不考虑系统输出对系统输入的影响。开环控制系统具有响应速度快、稳定性差、不能自动调整控制参数等特点。闭环控制系统则是通过将系统输出反馈到系统输入端，实现对系统控制的一种控制系统。闭环控制系统的工作过程相较于开环控制系统更加复杂，但具有稳定性好、响应速度慢、能自动调整控制参数等优点。
学习目标 1.信息意识：通过学习开环和闭环控制系统的类型，使学生了解和掌握控制系统的基本概念和原理，培养学生对信息技术应用的敏感度和认知能力，提高学生的信息意识。2.计算思维：引导学生通过分析开环和闭环控制系统的工作过程及特点，培养学生的逻辑分析能力和计算思维，使学生能够运用控制系统的基本原理解决实际问题。3.数字化学习与创新：通过学习控制系统的基本类型，让学生了解信息技术在控制系统中的应用，培养学生运用信息技术进行学习和创新的能力，提高学生的数字化学。4.信息社会责任：在学习控制系统的过程中，培养学生遵循道德规范和法律法规的意识，使学生了解信息技术应用的社会责任，从而提高学生的信息社会责任。
重点 了解开环控制系统
难点 掌握闭环控制系统
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 首先，教师通过多媒体展示一个实际的开环控制系统和闭环控制系统实例，引导学生观察并分析这两个系统的区别。 学生观察实例，尝试总结开环控制系统和闭环控制系统的特点。 通过具体的实例，激发学生的学习兴趣，为接下来的新课讲授做好铺垫。
讲授新课 环节一：深入理解开环控制系统1.开环控制系统的定义：开环控制系统是一种无被控量反馈的控制系统，即控制系统的工作过程中，被控对象的输出量不会对控制量产生影响。在这种系统中，控制器的输出信号仅依赖于输入信号，而不受被控对象的实际状态影响。2.开环控制系统的组成：开环控制系统主要包括控制器、放大变换环节、校正装置和给定环节。（1）控制器：接收变换和放大后的偏差信号，转换为对被控对象进行操作的控制信号。（2）放大变换环节：将偏差信号变换为适合控制器执行的信号。根据控制的形式、幅值及功率来放大变换。（3）校正装置：为改善系统动态和静态特性而附加的装置。如果校正装置串联在系统的前向通道中，称为串联校正装置；如果校正装置接成反馈形式，称为并联校正装置，又称局部反馈校正。（4）给定环节：产生输入控制信号的装置。3.开环控制系统的特点：（1）稳定性：开环控制系统在一定条件下能实现稳定控制，但抗干扰能力较弱。（2）精度：开环控制系统的控制精度较低，难以实现精确控制。（3）响应速度：开环控制系统的响应速度相对较慢，不能迅速应对被控对象的变化。环节二：深入理解闭环控制系统1.闭环控制系统的定义：闭环控制系统是一种有被控量反馈的控制系统。在这种系统中，控制器的输出信号受到被控对象的实际状态影响，从而实现对被控对象的精确控制。2.闭环控制系统的组成：闭环控制系统主要包括被控对象、控制器、放大变换环节、校正装置、反馈环节和给定环节。（1）被控对象：它是控制系统所控制和操纵的对象，接受控制量并输出被控制量。（2）控制器：接收变换和放大后的偏差信号，转换为对被控对象进行操作的控制信号。（3）放大变换环节：将偏差信号变换为适合控制器执行的信号。根据控制的形式、幅值及功率来放大变换。（4）校正装置：为改善系统动态和静态特性而附加的装置。如果校正装置串联在系统的前向通道中，称为串联校正装置；如果校正装置接成反馈形式，称为并联校正装置，又称局部反馈校正。（5）反馈环节：用来测量被控量的实际值，并经过信号处理，转换为与被控制量有一定函数关系，且与输入信号同一物理量的信号。（6）给定环节：产生输入控制信号的装置。3.闭环控制系统的特点：（1）稳定性：闭环控制系统具有较好的稳定性，能在复杂环境下实现稳定控制。（2）精度：闭环控制系统具有较高的控制精度，能实现精确控制。（3）响应速度：闭环控制系统的响应速度较快，能迅速应对被控对象的变化。环节三：对比分析开环控制系统与闭环控制系统1.结构差异：开环控制系统结构相对简单，没有反馈环节；闭环控制系统具有反馈环节，能够实现被控对象与控制器之间的闭合循环。2.控制方式：开环控制系统采用预设的控制策略，不易适应被控对象的实际变化；闭环控制系统能够根据被控对象的实时状态自动调整控制策略，实现更精确的控制。3.抗干扰能力：开环控制系统抗干扰能力较弱，容易受到外部环境的影响；闭环控制系统具有较强的抗干扰能力，能在复杂环境下保持稳定控制。4.应用领域：开环控制系统广泛应用于简单的控制任务，如自动门、灯光控制等；闭环控制系统应用于对控制精度要求较高的场合，如工业生产过程、机器人控制等。 学生认真听讲，同步跟随教师总结开环控制系统和闭环控制系统的基本概念、工作流程和特点。 让学生系统地掌握开环控制系统和闭环控制系统的基本知识，为课堂练习打下基础。
课堂练习 教师提出一系列关于开环控制系统和闭环控制系统的问题，引导学生运用所学知识进行解答。 学生根据所学知识，回答教师提出的问题。 通过课堂练习，检验学生对开环控制系统和闭环控制系统知识的掌握程度，巩固所学知识。
课堂小结 教师对本课内容进行总结，强调开环控制系统和闭环控制系统的重要性。 学生跟随教师总结本课所学内容，梳理知识点。 帮助学生巩固本课所学知识，为后续课程打下基础。
板书 控制系统的类型1.开环控制系统2.闭环控制系统
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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