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第一节 了解控制
广东教育出版社必修2
第四章《控制及其设计》
教学初探
射箭是一项既古老又现代的体育运动。射箭时，运动员的脑子里会确定期望的目标（靶心），然后根据场地情况和自己的经验，通过手臂控制弓箭，将简射出。
人
手臂
箭
靶心
控制的含义
如果我们希望某一事物按照自己的意愿发展，就要对其进行干预，这样根据自己的目的，通过一定的方法使事物向朝着期望的目标发展，就形成了控制。
控制目的
控制对象
控制手段
？ ？ ？
控制的三要素
靶心
控制目的
控制手段
箭
肢体
控制对象
控制的广泛应用
控制温度
01
控制速度
02
控制平衡
03
控制：课堂小组游戏（你说我画）
用布把一个同学的眼睛蒙上，另外两个同学
指挥该同学在小男孩脸上画上五官。
三位同学为一组，
在黑板上画上人的五官。
交叉点评作品
分享控制心得
自动控制
控制的方式和类型
手动控制
手动与自动控制区别
如果控制的过程必须在人的直接或间接干预下才能完成控制任务（如射箭、开关控制等），我们称之为手动控制。
手动控制系统的定义
如果控制的过程不需要人的干预，就能达到期望的控制效果，则称为自动控制。
自动控制系统的定义
01
02
特点
结构简单
成本较低
控制效果与控制者技能高低、心理状态、生理状态、外部环境等因素有较大的高关系。
由于人类科学知识和技术水平的局限，一些复杂的控制也很难完全由机器完成。
特点：结构复杂
智能控制
用于在复杂系统解决控制问题，具有拟人性思考。
适用场景
特点
智能控制是一类无需人的干预就能够自主地驱动智能机器，实现其目标的自动控制。
智能控制
自动控制的进阶
能够应对复杂的环境问题因素
控制技术的区分
打开/关闭火源
煲水程序
运行/关闭
自动感知
调节温度
控制目的
控制对象
控制手段
加热水壶
水壶
通过打开加热源开关
自动加热水壶， 自动关闭
水壶
通过发热板机、传感器，等部件自动进行电热的转换
自动运行壶内程序，
自动加热/制冷，自动开关
水壶
传感器实时监测壶内温度，并根据设定的温度范围智能调整
自动控制
智能控制
手动控制
AI时代 智能控制—家居
自行车运动：
给定量
自行车
大脑
人的肢体
反馈环节
比较器
前进方向
控制量
开环控制和闭环控制
控制器
给定量
执行器
控制对象
控制量
被控量
（开 环 控 制）
控制器
给定量
执行器
控制对象
控制量
被控量
（闭 环 控 制）
比较器
反馈环节
闭环控制案例
智能恒温器通过感应各区内温度，自动调节温度，通过室内温度的精确控制，实现食物保鲜。
家用智能冰箱
TCS系统通过监测4个车轮的速度差和方向盘转向角，自动调整驱动力分配，提高行车安全。
汽车牵引力控制系统(TCS)
工业机器人臂通过传感器反馈，实时调整动作和力度，确保装配过程的精确性和重复性。
工业机器人臂
AI时代 自动驾驶汽车
开环控制和闭环控制优缺点
控制系统 反馈 控制精度 结构 成本 应用范围
开环 无反馈 精度较低 结构简单 成本较低 控制精度要求较低
简单、稳定的应用
闭环 有反馈 精度高 结构复杂 成本较高 高精度、高可靠、
变量大的应用领域
注意：
1、手动（自动）控制可能是开环控制、也可能是闭环控制
2、判断开环控制和闭环控制，关键是要看是否有反馈环节，且反馈环节把信号反馈回来后，控制系统能否对控制偏差做出反应并调整。
本节课堂总结
控制
控制的定义
控制的分类
控制的应用
控制的三要素
有无人的参与
控制在各个
领域的应用
反馈环节有无
及影响
手动控制
自动控制
智能控制
开环控制
闭环控制
课后思考与作业布置
回顾本单元学习内容，撰写一份关于控制单元技术应用的简短技术报告。
选择一个日常用品，分析其设计原理、功能和用户体验，思考如何改进。
思考如何利用所学知识设计一个能够解决实际问题的简单控制流程，并画出流程图。
设计一个简单
控制流程图
分析现有产品设计
撰写技术报告
谢谢聆听

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