資源簡介

第四單元 控制與設計 三 閉環控制系統的干擾與反饋
2 反饋
一、教學目標
1、知識與技能目標
（1）通過案例的分析，理解閉環控制系統的含義。
（2）掌握閉環控制系統的基本組成和工作過程，會畫閉環控制系統方框圖。
（3）熟悉閉環控制系統在日常生活中的應用。
2、過程與方法目標
（1）體會閉環控制系統輸入與輸出的關系和工作過程。
（2）通過典型閉環控制系統的分析，熟悉閉環控制系統的基本組成及工作過程。
（3）逐步形成理解和分析閉環控制系統的一般方法。
3、情感態度和價值觀目標
（1）提高對生活中技術問題的敏感度和引發出探究欲望。
（2）通過對閉環控制系統的探究，形成勇于探索，敢于創造的優良品質。
二、教學重點
對閉環控制系統反饋環節的作用的體會，及學會用系統框圖來幫助分析和理解閉環控制系統。
三、教學難點
分析閉環控系統的基本組成及工作過程。
四、教學方法
講授法、演示法、游戲法
五、設計思想
1、教材分析
本課教學內容為蘇教版《技術與設計2》第四單元“控制與設計”的第二節“控制系統的工作過程與方式”的第2課時。在學生學習了開環控制系統的基礎上學習閉環控制系統的。上節課讓學生對控制手段和控制應用有所了解,這節課主要讓學生進一步學習閉環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。通過本節課學習，主要教育目標是培養和提高學生的技術素養。我們知道，生活中有許多簡單控制系統的實例，因此，本課教學要從學生生活經驗出發，從實例分析入手，主要對閉環控制系統的工作過程、方框圖進行分析。
2、 教學策略設計
（1）讓學生自發地、主動地學習。本課教學中以生活中最常見的控制系統等問題解決閉環控制系統的工作控制流程，激發學生的認知，引導學生自發地把生活中碰到的閉環控制系統的問題解決。
（2）通過同案例演示，讓學生體會開環控制與閉環控制的不同及反饋的作用。
（3）對學生進行現代技術思想和高科技思想方法的指導，使學生獲得新信息。
3、學情分析
學生已學開環控制系統的基礎知識和系統、控制等基本概念，具有觀察和使用簡單控制系統的生活體驗，這些已知知識和經驗為教學中提供了條件，同時也為本節順利進行閉環控制系統的學習提供了可能。
六、教學準備
1、教學資源的準備
多媒體教學設備、通用技術專用教室、教學課件PPT、相關教具。
2、教學課件的準備
教學課件比較簡潔，多以直觀的圖片來說明，抓住關鍵知識點，突出中心。
七、教學過程
1、什么是反饋
控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程就是反饋（feedback）。
2、反饋的方式：
反饋控制是一種在計劃執行一段時間或結束后進行的事后控制，主要為下一步計劃的實施總結經驗，但它卻常常是管理控制工作的主要形式。例如投訴反饋、留言反饋、意見反饋、環境反饋、市場信息反饋系統、工作總結、 產品性能檢驗等。
3、游戲
在黑板上畫兩張大臉，“四官俱全”，沒有眼睛。然后請一個同學上來“填”眼睛，閉著眼睛畫，位置不對,也不好看。睜著眼睛畫，漂亮。
（1）閉著眼睛畫
人腦控制手畫眼睛：人腦——手——眼睛
控制過程中，沒有反饋環節，不能對控制結果加以修正、調節。是個單程的控制流向。這是開環控制。
（2）睜著眼睛畫
人腦控制手畫眼睛，在此過程中，眼睛可以把手的位置及畫的效果及時反饋給大腦，使得大腦準確精細的控制手去畫好眼睛。控制過程中有反饋環節可以把控制結果反饋給人腦，控制流向形成了閉合回路。這是閉環控制。
4、開環與閉環控制系統的案例
（1）抽水馬桶的控制系統（閉環控制）
（2）自動門的控制系統（開環控制）
（3）尋跡車的控制系統（閉環控制）
5、馬上行動
分析“穿針引線”的動作過程，并補充幾個適當的事例填寫下表。
事例 輸入 檢測裝置 輸出
“穿針引線” 線的位置 人的眼睛 線與針孔對準
投擲飛鏢 靶的位置(期望值) 眼睛 飛鏢實際投擲的位置
能撲滅蠟燭的機器人 打開機器人的開關 光敏、力敏傳感器 找到蠟燭、并將其撲滅
電冰箱 溫控器設定溫度 溫度傳感器 制冷后冰箱內溫度
6、閉環控制在日常生活中應用舉例
（1）電熱水壺的溫度控制
（2）電熱器的溫度控制
（3）飲水機的溫度控制
（4）馬桶水位控制
（5）空調器的溫度控制
（6）電冰箱的溫度控制
7、閉環控制系統與開環控制系統的比較
（1）開環控制系統
信息只從輸入端傳遞到輸出端，沒有信息反饋的控制系統，稱為開環控制系統。
（2）閉環控制系統
把系統的輸出量返回到輸入端，并對控制過程產生影響的控制系統稱為閉環控制系統。
7、小結
這節課，我們一起學習了開環與閉環控制系統的工作過程，以及閉環控制系統中的反饋環節，在這里大家要注意開環與閉環的區別在于有沒有反饋，而不是在于有沒有檢測裝置。在一個控制系統里，學會判斷有沒有反饋環節，就是學會判斷開環與閉環控制系統，它是辨別開環與閉環控制系統的關鍵。
8、作業
某花農正在籌建一個小型花房，花房的溫度冬季一般控制在18攝氏度左右，夏季一般控制在25攝氏度左右，請畫出花房的溫度控制系統方框圖，簡要說明它的工作過程。
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