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课题 第8课 体验控制系统
教学目标 1．通过生活中的实例分析，理解人工控制与自动控制的特点。 2．通过实例研究，理解不同控制方式下的输入、输出形式。 3．通过恒温槽实验，学会自动控制的基本算法。
教学重点 理解不同控制方式下的输入、输出形式。
教学难点 理解不同控制方式下的输入、输出形式。
环境与素材 网络状态下的计算机教室、教学演示文稿、恒温槽实验器材或仿真系统。
教学过程
一、讨论 日常生活中的很多情景都使用了恒温控制，比如空调、冰箱、热水器等，都可以抽象成简单的恒温控制系统。这些恒温控制过程，能通过简单的实验进行模拟吗？ 二、建构 在控制系统的输入、计算、输出环节，有些需要人工干预才能完成控制，有些可以自动控制。 1．人工控制与自动控制 生活中的有些控制系统需要人为干预才能实现控制，比如在听音乐时，如果音量不合适，就需要人为操作来调节音量；水壶烧水时，需要人为观察到水烧开后关闭炉灶。这一类控制都需要人根据观察或者感受来进行判断并干预。 还有一些控制系统会测量输出值，输出值的变化影响到输入端（将输出结果作为输入信号），再与预设的目标值（预期效果）进行比较，从而实现自动控制。如有热保温控制系统的水壶会根据加水容量、水温等信息自动控制烧水的时间；空调系统通过温度传感器测量室内温度，将室内温度与预设温度比较，调节出风口的风速和压缩机的功率。 2．恒温槽实验 可以通过简易恒温槽实验，模拟恒温控制过程，观察输入、计算、输出三个环节，来分析这个控制系统的运行过程。 （1）简易恒温控制系统的主要组成和功能。 设定：预设恒温温度。 检测：温度传感器检测槽内温度，并显示在控制显示模块上。 调节：检测到的槽内温度与预设的恒温温度进行比较，当槽内温度低于预设温度时，启动加热电阻进行加热，当槽内温度等于预设温度时，关闭加热电阻。 （2）恒温槽控制系统的运行实验 启动恒温槽控制系统，设定一个恒温温度数值，如37℃，然后观察系统运行的状态，分析被系统的输入、计算、输出，完成恒温槽实验记录表。 恒温槽时间/分显示温度/℃输入计算输出132温度传感器检测数值（32）检测值小于预设值（32<37）启动加热电阻2
通过实验数据，可以发现这个控制系统以属于自动控制系统。恒温槽加热电阻是否启动，跟温度传感器的检测温度和预设恒温温度有关。 一般来说，在设计控制程序时，需要设置一个温度区间来控制是否执行加热。例如，把温度控制在36~38℃的区间内，当温度低于下限36℃时启动加热，当温度达到上限38℃时停止加热。 【试一试】 修改恒温槽设定的恒温温度数值，观察恒温槽的运行状态。 三、练习 根据实验数据，分析恒温槽实验控制时为什么要设置温度区间。 【参考答案】 设置一个温度区间来控制是否执行加热，可以减少加热电阻频繁启停的情况，有利于精准控制恒温槽温度。
课后反思/评价标准 能考虑到降低热电阻启停频率，能考虑到更加精准控制恒温槽温度。

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