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(共22张PPT)
浙教版八年级下册
第1节 自动控制系统
第5章 控制系统与工程
引入新课
一些城市已经启用自动驾驶出租车。顾客上车后，汽车会按乘客的要求，安全、准时地将乘客送达目的地。那么汽车是如何做到自动驾驶的？
新课教学
一、什么是自动控制
生活中有很多原来需要人控制的功能，越来越多地变得自动化了，这些机器或装置会自动实现人的要求。
如我们在晚上走进楼道时，楼梯灯会自动开启；而在白天，楼梯灯却不会自动打开。楼梯灯能够判断是白天还是晚上，有人还是无人，根据判断做出人需要的操作。
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传统的应急抢险救援方式主要依赖人力，辅以各式专业装备。但有些救援因现场极度危险，人力不能完成。例如发生洪灾、火灾、地震、海啸时，用机器人施救溺水者、进入火场的极度危险区作业、搜寻废墟中的幸存者，可以达到人力无法完成的作业效果。
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自动控制是相对人工控制而言的，它能够根据人的需要、机器或装置自己获得的信息，及时作出合理的判断，进而自主地完成某些操作
自动控制：
自动控制是机器根据人的要求自主完成某些操作，达到人的要求或具备人所期望的功能。
自动控制已经广泛应用于生活、生产，是航空航天、国防科技等领域的重要技术，也是当今国家竞争力的重要标志
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生活和生产中还有哪些自动控制的应用案例？对讨论的案例合理归类。你能猜出案例中实现控制功能的设计思路吗？
明确控制目标——选择适配的传感器采集信息——设计处理信息的控制系统——搭配继电器、电磁阀等执行机构完成具体操作——需要反馈环节
例：生活中的智能电饭煲能按预设程序自动完成加热、保温等流程；生产中的工业机械臂会按预设程序在汽车生产线完成焊接、装配等工序。
设计思路：
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视频：自动控制
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二、自动控制系统
例如，儿童抓住自己喜欢的玩具；为了使屋内亮起来，
按压灯的开关；为了打开房门，把钥匙插入锁孔并旋转；
商场自动门为顾客打开……这些操作中，“抓住”“按压”
“插入”“打开”等都是一个主体对一个对象的控制行为。
控制：
控制是一个主体对一个对象发出有目的的操作行为，以达到主体的期望。
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人是如何控制自己的行为？
例如：在路上行走时，如果发现前方有较深的积水区
先观察，
然后根据观察的情况作出合理的判断：
因水深且面积大，故决定绕行过去，而不是走入积水区域。
从控制系统的角度分析，人的行为过程如图5.1-3所示。
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三个部分之间是相互联系、相互制约的，一个组块的信息对另一个组块会产生影响和作用，这三个部分的组块就形成了自动控制系统。
人的行为有三个部分功能组块参与：
信息收集、信息处理与操作执行。
系统是由几个相互联系、相互制约的部分组成的整体，每个部分也可以是由几个相互联系、相互制约的子系统组成的。系统的各部分组成一个共同的统一体，完成一个共同任务。
如人体的循环系统、消化系统、神经系统、呼吸系统等，都是由几个部分（器官）组合而成的。
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一个复杂的系统可以由几个子系统组成，每个子系统完成一个子任务。子系统之间相互联系、相互协调，可共同完成一个复杂的任务。系统是一个相对概念。
例如，银河系有很多像太阳系一样的子系统；太阳系有像地球一样的子系统……
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原子是一个系统。请你阐述原子系统的结构与组成。
原子作为一个系统的核心特征：由相互联系、相互制约的部分组成整体并完成特定功能。
原子由原子核（质子、中子）和核外电子组成，原子核与电子相互关联、相互制约，核外电子按一定规律排列形成稳定结构，各组成部分协同构成原子。
原子系统的结构与组成：
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人的行为控制系统的运行过程：
人是具有高度自主性的自动控制系统。人可以自主收集环境信息；根据环境信息和已有的知识 经验对当前事务进行基本分析，作出判断，得出结论，并对身体的相应部位发出动作指令；身体的各部位或器官会按大脑的指令要求完成相应的操 作。
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一个机器人遇到一个无法穿越的障碍物，它会如何处理呢？
操作执行系统按指令完成相应的绕行操作。
机器人的自动控制过程：
光学传感器收集信息→
前方有障碍物→
信息传输到中央处理器→
中央处理器根据机器人具有的能力对当前信息进行综合分析与处理，
作出判断：
无法穿过，只能绕行→
中央处理器对机器人的执行系统发出指令：
改变路线，绕行→
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完成自动控制的过程必须有信息转换和信息传输系统的支持。
实现自动控制必须有三大系统才能完成：
信息收集系统、信息处理系统和操作执行系统。
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视频：自动控制系统
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三、传感器
人可以根据要求自如的完成各种动作，机器人也可以完成各种动作。机器人是如何实现自动控制要求的？
传感器是把收集的各种信息（光、声、压力、气味、温度）转化成电信号的元件或装置。
以信息收集系统为例来研究机器人的感知外部世界：
人通过感觉器官获取的信息会转化成微电流（冲动），神经会把这种信息传递到大脑。
机器人也可以将各种传感器（相当于人的感觉器官） 收集的信息转化成电信号传入中央处理器（电脑）。
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认识各种传感器及功能
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楼梯灯需要哪些传感器，才能实现晚间自动开启为行人照明的功能？
红外线传感器、声敏传感器、微波雷达传感器等
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视频：传感器
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当堂检测
1、下面选项中，没有应用自动控制的是( )
A.手电筒 B.数控机床 C.自动扶梯 D.交通信号灯
A
2、传感器在自动控制系统中的作用类似于人体的( )
A.大脑 B.神经 C.感觉器官 D.四肢
C

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