资源简介

§4—2控制系统的组成和描述
教学目的：
熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程
熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出一个简单的闭环控制系统的方框图
理解闭环控制系统中的控制器、执行器的作用
初步理解开环与闭环系统的区别
教学重点：掌握控制器、控制器、被控对象和被控量等概念。
教学难点：掌握具体实例分析方法，弄清楚控制器、控制器、被控对象和被控量等概念
教学关键：控制系统的框图表示。
教学过程和内容：
引入：
教师讲述，与学生一起重温上节课所做的游戏“蒙眼画图”，回顾开环控制和闭环控制的相关知识。在此过程中，有意识地控制过程中完成不同功能部分看成一个个模块，为下面的新知识讲授打下伏笔。
新课讲解：
一、控制系统的组成
例子1：P115图4—20 ：投掷飞镖的控制过程
投掷飞镖的控制过程包括了下面几个组成部分：
2、例子2 ：P115图4—21骑自行车的控制过程包括了下面几个组成部分：
3、教师提出问题：联系前面所学的控制系统的相关知识，例子1、2有什么异同？
教师讲述，例子1、2在结构形式上都有各类控制系统的同性，即都可以将控制过程中完成不同功能部分看成一个个模块，不同的地方在与例子2比例子1多了一个反馈环节。P115图4——22
4、小练习
1）如果将我们的身体看成是一个控制系统，在你从书架上拿出一本你想要的书的过程中，身体各部分分别完成什么功能？
2）电冰箱工作原理
讲述电冰箱工作原理。
3）小游戏：请几位同学来给大家演示一下女红的基本功 “穿针引线”（可男女生各一组进行比赛）。
“穿针引线”过程中：
二、控制系统的框图表示
1、组成：P117l图4—23、图4—24
命令发出者——控制器（controller）
命令执行者——执行器(actuator)
命令的作用对象——被控对象(controlled plant)
反馈环节——反馈环节
2、相关量：
期望值——给定量
控制目的——被控量(controlled variable)
对控制对象所产生作用——控制量(control variable)
3、案例分析
1）投掷飞镖
控制器：大脑
执行器：手
被控对象：飞镖
给定量：期望值
被控量：落点
2）说出速度调节控制过程的给定量、控制器、执行器、被控对象、反馈环节、被控量、控制量。
4、小组讨论
全班分四个小组，每小组一个项目进行讨论，并选一个代表同学当课堂小老师。
项目：
1）供水水箱的水位自动控制系统
2）加热炉的温自动控制系统
拓展：3）人工调节液面4）希罗的自动门控制系统
框图的一般形式
1、开环
从平常的案例中归纳出开环控制系统的框图表示。
2、闭环
从平常的案例中归纳出闭环控制系统的框图表示。
小结：
控制系统的组成：控制器、执行器、被控对象、反馈环节
相关量：控制量、被控量、给定量
3．控制系统的框图表示：开环、闭环
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