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控制系统中的干扰 教学设计
课题 控制系统中的干扰 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 六年级
教材分析 《干扰与反馈》是江西科学技术出版社2023年信息科技六年级第三单元的一门课程，旨在帮助学生深入了解控制系统中干扰的性质和如何应对干扰。本单元的第十一课《控制系统中的干扰》更是针对性较强的一课，其主要教学目标有两个：一是让学生了解干扰对控制系统的影响，二是让学生掌握干扰的特点以及如何克服干扰的方法。在本课的学习中，学生将了解到干扰对控制系统的影响，学会分析干扰的特点，掌握克服干扰的方法。这将有助于他们在实际应用中，针对不同的干扰情况，采取相应的措施，保证控制系统的稳定性和性能。总的来说，本课程旨在让学生从理论到实践，全面掌握控制系统中的干扰知识，提高他们在面对干扰时的应对能力。这将有助于他们更好地理解控制系统的工作原理，为今后进一步学习信息科技打下坚实的基础。
学习目标 1.信息意识：学生将通过学习干扰对控制系统的影响，了解到信息系统中的干扰现象，提高对控制系统中干扰问题的敏感度和识别能力，以便在日常学习和生活中能够及时发现和解决类似问题。2.计算思维：学生将学习干扰的特点，掌握克服干扰的方法，如消除干扰、减弱干扰、提高控制系统性能等。通过学习这些方法，培养学生分析问题、解决问题的计算思维能力。3.数字化学习与创新：学生将通过案例分析，了解控制系统中的干扰问题，学会运用所学知识解决实际问题，提高数字化学习与创新能力。同时，培养学生的团队合作精神，提高沟通交流能力。4.信息社会责任：学生在学习过程中，将认识到干扰对控制系统的影响，增强信息安全意识，遵循信息社会道德规范，积极参与维护信息社会秩序，提高信息社会责任。
重点 了解连续量的测量原理
难点 掌握通过虚拟平台，体验并应用连续量
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 通过多媒体展示一个典型的控制系统实例，如无人驾驶汽车，让学生观察并分析其中的干扰来源。引导学生思考：干扰如何影响控制系统的性能？如何减少干扰对控制系统的影响？ 观察实例，分析干扰来源，思考干扰对控制系统的影响以及应对方法。 通过实例引发学生的兴趣，为讲授新课做好铺垫。
讲授新课 环节一：干扰的分类与识别1.电磁干扰：电磁干扰是指由于电磁辐射或电磁脉冲等引起的对控制系统的影响。如：无线电波、磁场、电压波动等。2.温度干扰：由于温度变化引起的控制系统参数变化，从而影响控制性能。如：温度传感器误差、电子元器件温度稳定性等。3.振动干扰：由于机械振动引起的控制系统性能下降。如：电机振动、管道振动等。4.噪声干扰：由于环境噪声引起的控制系统误差。如：空气噪声、电磁噪声等。5.非线性干扰：由于系统非线性特性引起的控制系统性能下降。如：摩擦力、弹簧力等。6.模型不确定性干扰：由于系统模型不准确引起的控制系统性能下降。如：参数不确定性、模型简化等。环节二：干扰对控制系统的影响及危害1.降低控制精度：干扰使得控制系统输入与输出之间的映射关系发生变化，导致控制精度下降。2.导致系统失控：严重干扰可能导致控制系统失去控制，使系统运行在不安全状态。3.加速系统部件磨损：长期处于干扰环境下，会加速系统部件的磨损，缩短系统使用寿命。4.影响系统稳定性：干扰可能导致系统稳定性降低，甚至出现振荡、颤动等不稳定现象。5.降低系统可靠性：干扰会影响系统的可靠性和安全性，可能导致系统故障。环节三：克服干扰的方法及应用1.消除干扰源：找出干扰源，采取措施消除或减小干扰。如：屏蔽、滤波、接地等。2.减弱干扰：通过增加抗干扰能力、提高系统参数稳定性等方式，减弱干扰对系统的影响。3.提高控制系统性能：通过优化控制算法、改进控制器设计等方法，提高控制系统对干扰的抗扰动性能。4.主动抗干扰策略：利用控制系统自身的抗干扰能力，实现对干扰的主动抑制。如：自适应控制、鲁棒控制等。5.故障诊断与容错控制：实时监测系统状态，发现故障及时进行容错控制，保证系统正常运行。6.仿真与实验验证：通过仿真和实验验证，评估控制系统在干扰环境下的性能，进一步优化控制策略。 倾听讲解，理解干扰的概念、类型和特点，掌握克服干扰的方法。 让学生系统地掌握干扰相关知识，为课堂练习打下基础。
课堂练习 组织学生进行小组讨论，分析现实生活中遇到的干扰现象，并提出解决办法。选取具有代表性的案例进行课堂分享，引导学生评价各解决方案的优缺点。 分组讨论，分享讨论成果，评价解决方案。 锻炼学生的实际问题分析能力，巩固所学知识。
课堂小结 总结本节课的重点内容，强调干扰对控制系统的影响及克服干扰的方法。布置课后作业，要求学生运用所学知识分析实际问题。 回顾课堂内容，明确重点，做好笔记。 巩固课堂所学，为课后自主学习提供方向。
板书 巧妙使用费连续量1.连续量的测量原理2.体验并应用连续量
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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