资源简介 (共28张PPT)第二单元 第3课系统功能与控制（黔教版）六年级上1核心素养目标3新知讲解5拓展延伸7板书设计2新知导入4课堂练习6课堂总结课后作业801核心素养目标信息意识计算思维数字化学习与创新信息社会责任在设计系统控制方案时，考虑伦理与安全，如确保调控过程不泄露数据、不对他人或环境造成负面影响。借助数字化工具模拟系统动态控制，创新调控方案，验证不同策略的效果。用算法化思维拆解系统动态控制过程，如将调节步骤转化为可执行的逻辑流程，分析控制变量间的关系。能感知系统控制场景中的信息需求，如识别难控系统的关键影响因素，主动获取调控所需数据。02新知导入02新知导入人们创造了很多人工系统。只有有效地控制这些人工系统，才能更好地发挥系统的功能，从而实现开发系统的目标。但有的系统并不好控制。03新知讲解活动一：感受人工系统的控制分析图中的人工系统，思考下列问题：系统的功能可以控制图 2-3-1 人工系统智能水壶 无人机 仿真机械手03新知讲解1.智能水壶的烧水功能需要控制吗 2.无人机是如何完成起飞、转向、平飞等功能的 3.仿真机械手是如何抓取实物的 需要。需控制加热功率和时长，水沸后自动断电，避免干烧或烧过头。通过遥控器发送指令，无人机调节电机转速：升力大于重力时起飞，调整不同电机转速差实现转向，转速稳定时平飞。通过传感器感知实物位置、形状，控制器接收信号后驱动关节电机，调整手指角度和力度，平稳包裹并抓取实物。03新知讲解智能水壶通过在系统中的程序控制，实现了全自动加水、烧水功能;无人机借助遥控器传输指令，控制飞行状态;仿真机械手通过人工智能技术，控制抓取的动作。以上这些系统功能的实现，都需要提前或者实时地为系统输入控制指令。03新知讲解生活中有的系统并不好控制，比如：大型电网系统：需平衡多区域用电负荷，用户用电需求实时波动，且发电端（如风电、光伏）受天气影响大，控制难度高。城市交通系统：涉及海量车辆、行人及路口，交通流量随时间、事件动态变化，难以精准协调各路段通行效率。拓展阅读03新知讲解这说明系统控制受多因素影响，如内部结构复杂、外部干扰多，且控制需动态适配，并非所有系统都能按预设精准调控，需结合实际优化策略。拓展阅读03新知讲解活动一：观察空调的自我调节过程系统的控制是动态的调节过程打开空调，设定温度，观察空调工作时声音、指示灯、风量的变化，思考下面的问题:1.设定温度后，空调一直以同样的状态工作吗 它的工作过程有什么变化 不是。室温未达设定值时高强度运行，达标后停机，室温波动后再启动，反复循环。03新知讲解2.当房间温度发生较大变化时，如打开房门或窗户，空调的工作状态有变化吗 3.空调工作状态发生改变后，能够再次回到原来的稳定状态吗 有变化。开门窗导致室温骤升 / 降，传感器检测到温差增大，空调会重新启动并高强度运行，直至室温回归设定值。能。当空调因室温波动（如开门窗）改变工作状态（从停机转为运行），其温度传感器会持续监测室温，待室温降至或升至设定值时，控制器会指令压缩机等核心部件停止工作，空调再次回到 “室温稳定、低功耗” 的稳定状态，该过程会随室温波动反复进行。03新知讲解小科提示空调的自我调节过程原理很简单：空调先接收设定温度指令，温度传感器实时检测室温，与设定值对比，温差大时强运行，温差小时弱运行，达标后停机，波动后再启动。03新知讲解系统有输入和输出环节，这意味着系统与外界环境发生着物质与能量的交换。空调系统通过与外界交换物质能量，按指令工作：室温达标进入稳定状态，环境温度变化时重新工作，体现系统控制是动态调节过程。03新知讲解控制算法在动态调节中的应用控制算法是系统动态调节的 “决策核心”，能将抽象的调节需求转化为可执行的逻辑规则。例如比例控制算法，会根据系统实际输出与目标值的偏差大小，按固定比例调整控制量；拓展阅读03新知讲解控制算法在动态调节中的应用积分控制算法可消除长期偏差，如空调运行中，若室温持续略低于设定值，算法会累积偏差并逐步加大制热力度；微分控制算法能预判偏差变化趋势，如智能 irrigation 系统根据土壤湿度下降速率，提前微调供水量。拓展阅读04课堂练习一、选择题1、下列系统中，依赖控制算法实现精准动态调节的是A. 手动开关的台灯 B. 定时开关机的电视C. 智能变频空调 D. 固定水量的饮水机2、系统控制中，动态调节的核心依据是A. 初始设定值 B. 系统实时反馈信息 C. 固定程序 D. 人工主观判断CB04课堂练习一、选择题3、下列哪项最能体现系统控制的动态性？A. 设定空调固定温度后不再调整B. 空调根据室内温度变化实时启停C. 手动反复开关空调D. 空调按固定时间间隔启停4、系统控制中，“外部干扰” 的典型例子是A. 传感器内部元件老化 B. 控制程序出现漏洞C. 室外大风导致室内温度骤降 D. 电机运转时的机械磨损BC04课堂练习二、完成判断。1、控制算法仅能用于复杂工业系统，生活中的简单控制系统无需算法支持。2、硬件抗干扰措施和软件抗干扰措施不能同时用于同一系统，需二选一。3、系统功能能否实现，仅取决于控制算法的优劣，与抗干扰措施无关。4、微分控制算法的核心作用是根据当前偏差大小调整控制量，偏差越大调节。5、针对同一干扰因素，可能存在多种抗干扰措施，需根据实际场景选择。X√XXX05拓展延伸系统控制的基本类型开环控制：无反馈环节，控制指令发出后，不根据系统实际输出结果调整。如定时洗衣机，按预设程序完成洗衣，不检测衣物洁净度；又如交通信号灯，按固定时间切换，不考虑路口车流。优点是结构简单、成本低，缺点是无法应对干扰，控制精度低。05拓展延伸系统控制的基本类型闭环控制：含反馈环节，能根据系统输出结果与目标值的偏差动态调节。如恒温空调，实时检测室内温度，与设定值对比，温差大则加大制冷 / 制热，温差小则减小；又如自动投篮机器人，检测投篮偏差后调整角度。优点是控制精度高、能应对干扰，缺点是结构复杂、成本较高。05拓展延伸系统控制的干扰与抗干扰措施干扰因素：指影响系统按预期运行的外部或内部因素。外部如温控系统中突然开窗的冷风、电网电压波动；内部如电机老化导致转速不稳定、传感器误差。05拓展延伸系统控制的干扰与抗干扰措施硬件抗干扰措施：通过硬件设计减少干扰，如给控制系统加装屏蔽罩隔绝电磁干扰，在电路中串联稳压模块稳定电压，选用高精度传感器降低检测误差。软件抗干扰措施：借助程序优化应对干扰，如对传感器采集的数据进行多次滤波处理，剔除异常值；设置故障自诊断程序，发现干扰时自动切换备用控制方案。结构抗干扰措施：优化系统物理结构，给机械传动系统添加润滑装置。06课堂总结1引入新知内容系统功能与控制2系统的功能可以控制3系统的控制是动态的调节过程4完成课题练习5进行相关知识拓展1234507板书设计系统功能与控制1、进行新知引入2、系统的功能可以控制3、系统的控制是动态的调节过程4、完成课堂练习5、进行知识拓展课后作业。1、生活中可控系统观察记录。08课后作业选取生活中的一个可控系统（如智能家居温控），记录其 1 天内的调节过程，分析调节依据，说明为何是动态控制，撰写 300 字分析报告。课后作业https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine 展开更多...... 收起↑ 资源列表 【黔教版】《信息科技》六年级上册第2单元第3课《系统功能与控制》.pptx 引入视频.mp4
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