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控制系统的设计与实施
教 材： （凤凰国标教材） 普通高中课程标准实验教科书 通用技术（必修 2）
文档内容：控制系统的设计与实施
章 节：第四单元 控制与设计 第 4 节 控制系统的设计与实施
课 时：共 1 课时
教材核心：相关学科素养的问题，主要用到工程思维，创新设计，物化能力。 主要将意念，控制，设计，控制设计的方案能过案例转化为有形物品或对物品
改进与设计实施的能力，启发具有很强的控制系统中的设计与实施能力。
一、教学目标
1. 了解简单的被控对象的基本特性。
2. 能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图。
3. 形成初步的控制系统设计的方案。
4. 能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置；学会调试运行，提出
改进方案。
二、教学重点
设计一个控制系统应明确的问题；分析对控制系统的基本要求；
三、教学难点
设计一个“自感式智能人手消毒装置”应明确的问题的分析；
设计控制系统的思想方法。
四、教学方法
讲授法、案例教学法、任务驱动教学法。
五、教学准备
PPT、实物教具（电吹风、数显温度计、人手消毒控制装置）
六、教学过程
（一）、温故知新
① 为什么需要控制：
② 控制系统的选择和确定：
③ 检测与反馈：
（二）、新课教授
如何去设计一个控制系统？怎样才能使事物发展的结果朝着人们期望的方向进
行发展呢？这就需要我们设计一个控制系统。
课本里是如何描述一个控制系统的设计过程的
课本里将一个控制系统拆分为 8 个部分，分别为：明确控制目的；分析被控对 象的主要特性；确定被控量、控制量；控制系统方案的选择；分析主要的干扰 因素；控制系统的调试运行和评价；系统的成本分析；实施控制系统所需的设备、
元件。
我们如何确定与选择？
. 选择开环控制还是闭环控制；
. 被控对象特性的确定 ；
. 干扰因素的确定；
. 被控量与控制量的确定；
. 执行器、检测器的选择;
实施案例：
自感式智能人手部消毒装置
（1），在“手部消毒装置” 中被控对象是什么？消毒机/电机。
（2），这个系统的控制目的是什么？自动消毒。
（3），那么被控量是什么？舵机
（4），控制量决定了被控量的输出，在这个系统里什么是控制量？
（5），舵机的开与关
（6），这个系统采用了什么类型的控制系统？闭环控制系统。
（7），这个系统怎样实现的反馈？消毒机、避障器
这是“自感式智能人手部消毒装置”控制系统的方框图
方框图
(
检测装
置
) (
电机
) (
舵机
) (
单片
机
) (
舵机的开
关
) (
电流
) (
消毒机、避障器
)
比
给定量
人
较
控制量
(
被控对
) (
被控量
)控制器 执行器
象
视频演示：
控制装置”结构和功能
“手部
案例拓展
控制事例 控制目的 特性分析 控制方式
电风扇
电吹风
抽水马桶
消毒装置
八，练习讲解：
1，如图所示为高速公路汽车速度监测系统， 测速雷达测量车速， 经控制器判
(
息记录
测系统
)断后，控制摄像头将超速车辆的图像信
下来，作为违章处罚的证据，该速度监
中的被控对象是：（C）
A、汽车
B、测速雷达
C、摄像头
D、速度显示器
2，汽车安全气囊控制系统的工作过程是：传感器检测到汽车碰撞信号，经诊断
模块判定和处理后，触发气体发生器给气囊充气。该控制系统的被控量是： (A)
A ．充气 B ．气囊 C ．诊断模块 D ．气体发生器
3,如图所示为自动火炮控制系统示意图。当雷达检测到飞机后发出信号给跟踪系
统，跟踪系统操纵火炮，调整火炮角度，该系统中输入量是：（D）
A ．火炮 B ．跟踪系统 C ．雷达 D ．飞机
九，课后思考
寿县古城排水系统（月坝）
图
图一 水位外高内低
图二 水位内高外低
问题一，根据以上两幅图片，请你画出寿县古城排水控制系统的方框图
问题二，自动控制技术在各行各业的应用， 一方面减轻了人的劳动强度， 解
放了劳动生产力， 另一方面也可能造成失业人数增加。对此， 你有
什么看法？

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