资源简介

(共36张PPT)
控制系统的基本组成和工作过程
目 录
COMPANY
01 教材分析
02 学情分析
04 教学重难点
03 教学目标
05 教学方法
06 教学过程
01 教材分析
《控制系统的基本组成和工作过程》是地质版“技术与设计2”第四章第二节的内容，从全章的知识结构来看，控制系统的基本组成和工作过程是在什么是控制之后编排的，是对控制的进一步学习。这些知识在生产和生活中有着广泛的应用，与现代科学技术紧密相关。本节是形成和掌握控制的基本概念和基本原理的基础内容，是学生进行控制系统分析的基础，属于重点内容。通过学习有助于学生今后运用简单的控制方法解决现实生活中遇到的有关问题，发展学生良好的思维品质。
教材分析
02 学情分析
高二学生通过一年的学习，对通用技术学科有了明确的认识，培养了一定的技术素养，发现问题，分析问题和归纳总结问题的能力也比较强。他们已经在第一节了解控制及其在生产生活中的应用，对控制有了初步的感性体验和认识，但还缺乏对控制系统的理解，还不能用规范的语言来描述和交流有关控制系统的基本组成和工作过程，因此，他们需要逐步构建有关控制系统的基础知识，为后续设计，调试和实现简单的控制系统奠定理论基础。
学情分析
03 教学目标
1.掌握控制系统的基本组成要素，理解简单控制系统的工作过程。
2.通过实例分析了解手动控制、自动控制、智能控制的特点。
3.熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和工作过程，理 解其中的传感器、控制器、执行器等的作用。
4.了解反馈原理，通过实例分析，理解反馈环节与比较环节。
5.养成对身边控制技术问题的敏感性和探究欲望，并能关注新的控制技术的发展，培养正确使用控制技术的意识。
教学目标
04 教学重难点
教学重点：了解闭环控制系统的基本组成和工作过程，以及闭环控制系统功能的描述方法。
教学难点：准确描述开环与闭环控制系统的区别与工作过程。
教学重难点
05 教学方法
教法：教学中主要采用试验探索法和讨论教学法。
学法：
1.自主探究。学生在教师设置的问题情景中进行自我探索，通过这种学习方式，拓展了学生学习的自主自觉性，充分体现了学生的认知主体的作用。
2.小组协作。学生以小组为单位共同完成任务，小组成员相互思考，探讨，在思维的碰撞中，学生对问题的认识更加深刻。培养了团队协作能力。
教学方法
06 教学过程
手机与互动课堂相连接，可以代替翻页笔的作用，老师可以在讲课是走入到学生中去，通过手机控制电脑屏幕，播放PPT,还可以添加批注，整个课堂更加的高效。
1.说出开环控制系统和闭环控制系统的组成和工作流程
2.运用控制原理分析生活中常见的控制案例
3.分享交流控制系统学习的收获和感悟
学习目标
一、典型控制系统案例分析
案例1 自动门控制
当门口没有人时，门是关着的；当有人来到门口时，门打开；当人离开门口后一段时间，门又关闭。
自动门控制系统的输入与输出分别是什么
自动门控制系统
有人否
（开/关）
输入
输出
门是怎样实现自动开、关的呢？
自动门的控制
自动门的开关
电动机
控制电路
红外传感器
（1）当有人到达门前某一距离（如1m）时，传感器感知，并发出“有人”信号。
（2）控制电路接到传感器传来的信号，经变换放大后传给电动机。
（3）电动机根据传来的开门信号转动，门被打开。
（4）控制器保持开门信号延时（如10s）后，自动发出关门信号，电动机反转，门重新关闭。
红外传感器
控制电路
电动机
门
输入量
输出量
有人否
（开/关）
传感器
控制器
执行器
被控对象
输入量
输出量
控制器
红外传感器控制电路
电灯的控制
灯“亮与灭”
电路、灯
“开与关”
输入
输出
电风扇的控制
输出
电路、电机、扇叶
风速挡位
风速
输入
脚蹬、曲柄、链轮、
中轴、链条、飞轮
脚踩的力
自行车行驶速度
输入
输出
自行车的控制
一个输入对应一个输出
1）电灯的控制系统（2）电风扇风速的控制系统（3）自行车传动控制系统
控制器
执行器
被控对象
输入量
输出量
●　开环控制系统
3.特征：
（1）系统的输出量仅受输入量控制，但输出量不会影响输入量。
（2）输入量到输出量之间的信号是单向传递（所以抗干扰能力差）。
（3）输出量与输入量往往是不同性质的量。
2.开环控制系统框图
1.概念：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。
合作探究
以学习小组为单位，根据题目的要求进行合作探究，然后将探究结果在纸上画出来，小组评价，合作交流。
1、设计题。设计一个家用窗帘简易控制
电路，设计要求天亮时自动开启，天暗时
自动关闭。请画出控制系统方框图。
2、婴儿尿湿报警器。将测试头（湿度传感器）放入婴儿尿片或尿垫上，然后将提醒器固定于婴儿床上或婴儿衣服上，婴儿一旦尿湿，提醒器立即发出优美、悦耳的音乐声，提醒护理者该给婴儿换尿布啦。画出这个控制系统框图。
设计一个家用窗帘简易控制
电路，设计要求天亮时自动
开启，天暗时自动关闭。请
画出控制系统方框图。
1、设计题：
天亮
天暗
光敏传感器
控制电路
电动机
窗帘开启
或关闭
（输入）
窗帘
（输出）
控制器
执行器
被控对象
输入量
输出量
将测试头（湿度传感器）放入婴儿尿片或尿垫上，然后将提醒器固定于婴儿床上或婴儿衣服上，婴儿一旦尿湿，提醒器立即发出优美、悦耳的音乐声，提醒护理者该给婴儿换尿布啦！
控制器
执行器
被控对象
输入量
输出量
湿度传感器控制电路
铃声发生器
扬声器
尿
铃声
2、婴儿尿湿报警器
案例2、水箱水位控制
系统组成:
(1)人工控制:水箱(包括水箱内的水);阀门;监控的人。
(2)自动控制:水箱(包括水箱内的水);阀门;连杆机构;浮子(俗称水漂)。
1.人工控制
2.自动控制
(1)人工控制:
当水面低于设定水位时，人打开阀门放水人水箱，人眼监视水面高度。
当水面达到设定水位时，人关闭阀门。
(2)自动控制:
当水面低于设定水位时，浮子下落，阀门打开,进水;浮子跟随水面升降以监测水面高度。
当水面达到设定的水位时，浮子浮升至设定水位，通过连杆机构，将阀门关闭。
工作过程
自动控制中的浮子和连杆机构的作用,相当于人工控制中的人眼、人脑和人手的作用。
两种控制的对比
1、控制框图
2、概念
系统的输出量返回到输入量并对控制过程产生影响的控制系统。
3、特征
（1）和开环控制系统比较，闭环控制系统多出了两个环节：检测反馈环节和比较环节（抗干扰能力强）。
（2）闭环系统的信号流形成闭合的回路。而开环控制系统的信号流是单一方向的。
输出量
控制器
执行器
被控对象
输入量
反馈环节
+
-
● 闭环控制系统
温度
控制器
冰箱
温度
制冷装置
温度检测装置
+
-
电冰箱
设定温度
冰箱控制方框图
思考：电冰箱是开环控制系统还是闭环控制系统？
归纳：空调、烤箱、电饭煲、自动热水壶、自动饮水机的温控原理相同。
控制系统初体验
在实践环节通过小组合作，不同的小组负责不同的控制系统，分别体验了红绿灯控制系统和国旗升降控制系统，通过动手实践，培养学生勇于探索、创新的个性品质，提升学生的技术素养
【当堂检测】
1、比较闭环控制系统和开环控制系统，下列判断错误的是( )
A．开环控制系统的控制精度较低
B．开环控制系统无反馈环节
C．闭环控制系统的抗干扰能力强
D．闭环控制系统和开环控制系统都有比较器
D
2、在下面四个控制系统中，属于闭环控制系统的是( )
A．电风扇的定时控制系统
B．公共楼道路灯延时控制系统
C . 棚室温度恒定控制系统
D．商店自动门控制系统
C
课 堂 总 结
1.开环控制框图
输入量
控制器
执行器
控制量
被控对象
输出量
2.闭环控制框图
给定量
比较器
控制器
执行器
控制量
被控对象
被控量
检测装置
3.开环系统与闭环系统的区别
（1）环节组成不同(反馈环节)；（2）信号流通不同（开环、闭环）
个人发展的角度来讲，“控制”同样重要
心中梦想
美好未来
下课啦！

展开更多......

收起↑