資源簡介

控制系統的設計與實施
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：控制系統的設計與實施
章　　節：第四單元 控制與設計 第四節 控制系統的設計與實施
課 時：共3課時
一、教學目標
1. 了解簡單的被控對象的基本特性。
2. 能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖。
3. 形成初步的控制系統設計的方案。
4. 能根據開環控制系統的設計方法，制作一個控制裝置；學會調試運行，提出改進方案。
二、教學重點
設計一個控制系統應明確的問題；對控制系統的基本要求；控制系統設計的思想方法。
三、教學難點
設計一個控制系統應明確的問題的分析；控制系統設計思想方法。
四、教學方法
討論法、案例教學法、模型教學法、實踐教學法。
五、設計思想
1.教材分析
本節教材由“1.控制系統的設計一般思路”、“2.控制系統的設計與實施案例”2小節組成。
教材先對控制系統的設計一般思路作了一般介紹，然后通過開環控制系統和簡單閉環控制系統的三個案例的分析（電吹風控制系統的設計、抽水馬桶自動控制系統的設計、自動升旗簡易控制系統的設計），對這一中心內容進行了深入的闡釋。
教材這樣的結構說明，在這一節的教學中，要讓學生在針對實際問題進行控制設計的實踐中去領會控制系統設計的一般方法。
突出主要問題：進行控制系統設計時，最主要的是明確控制對象，明確控制目的，分析控制對象的特性，確定被控量和控制量，分析主要的干擾因素，構思設計方案。
(1)從流程的角度看，上述各項的次序也是控制系統設計的基本步驟。
(2)通過列舉一些實例，引導學生思考上述基本步驟。從而理解相關的主要問題。
2.學情分析
學生對一些產品有一定的使用經驗，這些經驗有成功的，也有失敗的，通過控制系統的分析與設計，使學生對一定的實踐經驗和生活經歷，上升到一定的理論認識，對失敗的使用經驗，能從控制與設計的角度重新的認識。
課時安排
本節總計3課時。
第1課時，講授控制系統設計的一般思路，分析開環、閉環控制的案例。
第2課時加2個課外課時，實施控制系統設計的實踐。
第3課時，評價和總結。
六、教學準備
為配合課堂教學，應準備下列模型和教具：一只電吹風，抽水馬桶可透視模型。演示溫度計一只。自動升旗簡易控制裝置模型。
七、教學過程
第1課時:
引入新課：
要設計一種自動開關的節能燈控制系統，如何展開我們的設計思路？需要從哪些方面著手考慮問題呢？
先讓學生自由討論、發表看法，教師再依據學生的回答給予引導、點撥，再引導學生去歸納這個具體問題中所包含的一般原理。
提問：
被控對象是什么？
控制的目的是什么？
這種燈用在什么地方？環境怎樣？
這樣的燈應如何工作？被控量和控制量分別是什么？
有什么其他因素會干擾燈的正常工作？
依據你的判斷，能提出一種設計方案嗎？
1.控制系統設計的一般思路：
針對教材中兩個關于開環、閉環控制系統設計的案例，要引導學生去應用控制系統設計的一般原理去認真分析。為配合課堂教學，應準備下列模型和教具：一只電吹風，抽水馬桶可透視模型。演示溫度計一只。
案例：電吹風風速控制
（1）被控對象是什么？
（2）控制目的是什么？
（3）被控量是什么？控制量是什么？
（4）需要哪些零部件組成控制系統？
（5）有哪些干擾因素會影響到控制系統的工作？影響的程度有多大？
（6）你認為，控制系統各部件的設計還與什么有關?
（還與結構設計有關）
開環控制系統的設計：明確設計要求，明確被控對象、被控量和控制量，即可考慮控制系統的方案；
【演示試驗】電吹風控制系統的設計（圖：教材中的電吹風圖片）
設計要求：電吹風能根據不同的擋位（如冷風擋、熱風擋）輸出不同種類的風。
設計分析：電吹風控制系統的被控對象是電吹風裝置，被控量是風的速度和溫度，控制量是電機電壓，干擾因素是房間溫度、電源電壓的波動等。
電吹風分控制工作過程：電吹風是要將其內部電熱絲的熱量通過一個小電風扇擴散出去。
方案構思：
選擇開環控制系統實現電吹風的控制要求。
設定風的擋位就設定了電機的電壓和電熱絲的阻值，接通電源后，電機帶動一個小風扇轉動，產生的風通過電吹風的電熱絲，輸出的就是與設定的風種相對應的風。
試驗過程：
1.畫出電吹風的電路設計圖；
2.選擇擋位打開開關演示電吹風的工作過程；
3.知識延伸：如果設定了熱風擋之后又需要分強風擋和弱風擋如何進行設計。
案例：抽水馬桶
觀察模型的演示，閱讀教材，陳述其工作過程。提出下列問題：
（1）被控對象是什么？
（2）控制目的是什么？
（3）被控量是什么？控制量是什么？
（4）為什么采用閉環控制方式？
（5）被控量與控制量之間是如何實現反饋的？
（6）如果要節約用水，減少水箱每次沖水量，你能設計哪幾種方案？
⑵ 閉環控制系統：不同閉環控制系統用于實現不同的控制目的，要求不一樣。
① 一個閉環控制系統要正常工作，首先必須是穩定的。
② 控制系統的控制精度必須符合要求，即系統的輸出量與給定量之差應控制在允許的范圍之內。
③ 閉環控制系統應有較好的抗干擾性能。
案例分析：抽水馬桶水箱的自動控制系統的設計
設計項目：抽水馬桶水箱的自動控制系統
設計要求：
1、當水箱中的水位低與某一指定的高度時，進水口立即進水。
2.當水箱中的水位高與某一指定的高度時，進水口立即停止進水。
3.控制系統對控制精度和系統的穩定性均沒有特別的要求。
設計分析：
1.從設計要求來看，這是一種自動控制，因此選擇閉環控制系統。
2.被控對象是抽水馬桶的水箱，被控量是抽水馬桶水箱水位的高度，控制量是進水管的水流量（即進水量），水箱水位的高度與進水量之間呈曲線關系。
3.主要干擾因素水水箱的流水量。
方案構思：采用浮球作為水位高度的檢測裝置。當水箱中的水位低與某一指定的高度時，出現了水位差（給定的水位高度與實際高度之差），這個信號通過浮球、連桿機構傳給進水閥，使進水閥打開，從而水箱進水；當水箱中的水位高與某一指定的高度時，水位差為零，進水閥關閉。
水箱水位的控制過程：
撥動沖水旋扭，使出水閥打開，水箱沖水。與此同時，進水閥打開，水箱進水，直到指定水位時，進水閥關閉。
課堂小結：
一、控制系統設計的一般思路??
?????? 系統要達到的目標？
?????? 控制的對象？
?????? 被控對象的特性？
?????? 被控量和控制量？
?????? 外界的主要干擾因素？
?????? 怎樣的方案既達到目的、又經濟、易于實現？
?????? 設備和元件？
1.選擇開環還是閉環要根據控制系統的精度要求和條件的可行性而定
2.找出控制系統的干擾因素，并分清主次，找出最大的干擾因素
3.要確定控制量和被控量
4.執行器和檢測裝置的選擇: 一是要根據控制量和被控量的需求，二是根據控制條件
總之，控制系統設計需滿足的基本條件:
能達到控制的目的
采用易于實現的方式
降低控制成本
減少對環境的負面影響
教學資料：
1.控制的含義：人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發展。
2.控制的分類：
（1）從控制過程中人工干預的情形來分：人工控制、自動控制；
（2）按照執行部件的不同來分：機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等。
3.控制系統：
（1）控制系統的含義：任何一個控制的實現，都要通過若干個環節，這些環節就構成了一個系統。
（2）控制系統的分類：由于控制的方式不同，自動控制又有：開環控制系統和閉環控制系統之分。
4.開環控制系統：
（1）開環控制系統含義：控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，這種控制系統稱為開環控制系統。
（2）控制系統方框圖：在控制系統中，為了分析的方便，常采用方框來表示系統的環節，用單向信號線表示系統信號傳遞的方向，它表示了系統的各個環節在系統中的位置、功能和相互之間的關系。
（3）開環控制系統的方框圖：
5.閉環控制系統：
（1）閉環控制系統含義：我們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。
（2）閉環控制系統方框圖：
6.干擾因素：在控制系統中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。
7.反饋的涵義：控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置返回輸入端與輸入量進行比較的過程。
8.開環控制系統與閉環控制系統的比較：
① 開環控制系統：控制精度相對比較低，結構簡單，適用與控制精度要求不高而系統本身元件又比較穩定的場合。
② 閉環控制系統：控制精度高，結構相對復雜，構成控制系統的成本較高，適用與要求高精度和高可靠性的場合。
9.不同閉環控制系統設計的基本要求：
① 一個閉環控制系統要正常工作，首先必須是穩定的。
② 控制系統的控制精度必須符合要求，即系統的輸出量與給定量之差應控制在允許的范圍之內。
③ 閉環控制系統應有較好的抗干擾性能。
第2課時：自動升旗簡易控制裝置的設計與實施。
加2個課外課時，實施控制系統設計的實踐。
事實上，這個案例是在教材P112案例所述一般原理基礎上，一個具體實施案例。我們不妨進一步向學生提出：除了教材上這樣的控制方案，你們還能提出與教材不同的控制方案嗎？這樣的問題對學生來說是具有挑戰性的。
一個值得注意的問題：自動控制一定是閉環控制嗎？閉環控制一定是自動控制嗎？
鬧鐘自動控制系統就不是閉環控制系統。
閉環控制系統設計的基本要求
系統必須是穩定性的；（抗干擾性）
達到所需的控制精度；
各個環節的設計科學合理。
自動升旗簡易控制裝置的設計與實施。
（1）明確設計的要求，明確控制系統設計所要達到的目標。
（2）提出多個設計方案，進行分析、權衡、比較，確定一個相對較好方案。
（3）動手安裝、調試升旗控制系統
（4）撰寫試驗報告，自我評價和小結
1.自動升旗簡易裝置的設計
設計要求：
(1)在國歌播放的時間內，控制國旗勻速上升到旗桿的頂端；
(2)選擇恰當的控制方案實現控制；
(3)選用成本低、易于獲取的元件、設備和材料制作模型。
設計分析：
(1)采用開環控制系統，被控對象是國旗，被控量是上升的速度，控制量是電動機的轉動與停止（或速度）
開環控制系統的方框圖：
(2)這一開環控制系統由計時裝置和控制升旗的裝置共同組成；
(3)計時裝置和控制升旗裝置的實現可以有多種方案，例如，采用機械定時器和電動機實現，采用成品電子定時器和電動機實現，采用自制電子定時器和帶可調速電路的電動機實現，采用音頻信號、觸發電路和電動機實現。
(4)采用任何一種方案實現，都要經過若干次調試，直到符合設計要求為止。
設計準備：
機械定時器（或電子定時器、自制電子定時器、CD唱機），旗桿，滑輪，卷筒，變速齒輪箱，電動機調速器，直流電源。
設計方案A：
1.采用機械定時器、直流電動機、直流電源、滑輪等元件實現。其中機械定時器相當于電動機的開關。
2.測得國歌播放時間和旗桿長度，確定定時器的定時時間并預估電動機的轉速。根據時間、旗桿長度和電動的轉速，選擇滑輪的直徑。
3.將機械定時器、直流電源和電動機串聯在一個回路中。
4.初始狀態使國旗在旗桿底端。在國歌播放的同時啟動機械定時器，電動機開始轉動并帶動滑輪運動，使國旗上升。當定時器計時停止時，斷開電源使電動機停止轉動，此時國旗應該正好升至桿頂。如果升旗速度與國歌的播放時間之間存在誤差，則需要重新調整滑輪的直徑，直到符合要求。
5.為使系統在非正常狀態下保證旗幟的升降，還需要在電路中并聯一個手動開關，當控制系統出現故障時，使用手動開關直接控制電動機的轉動與停止。
機械定時器靠手動旋轉實現定時，定時的精確度略低，但只要細心操作可以滿足要求的。
方案B：
采用成品的電子定時器、直流電動機、直流電動機、直流電源、滑輪等元件實現。
用電子定時器代替機械定時器，其他步驟參照方案A。
電子定時器比機械定時器的定時精確度高，所以對操作者的要求相對低一些。
方案C：
1.采用成品的電子定時器、帶有可調速電路的電動機、直流電源、滑輪等元件實現。
2.測得國歌播放時間和旗桿長度，確定定時器的定時時間并預估電動機的轉速。根據時間、旗桿長度和電動的轉速，選擇滑輪的直徑。
3.將自制的電子定時器、直流電源和電動機串聯在一個回路中。其中，自制的電子定時器可根據學校實驗室現有的元件、設備和已知電路進行制作，如可用555時基電路制作定時器，通過定時器控制的繼電器來控制電動機的轉動與停止；采用TWH8752開關電路制作電動機的可調速電路。
4.在調速電路中并聯一個手動按鈕SW2，用于在出現故障時能升降旗幟。
5.初始狀態使國旗在旗桿底端。在國歌播放的同時啟動自制的電子定時器，電動機開始轉動并帶動滑輪運動，使國旗上升。當定時器計時停止時，斷開電源使電動機停止轉動，此時國旗應該正好升至桿頂。如果升旗速度與國歌的播放時間之間存在誤差，則需要重新調整滑輪的直徑，直到符合要求。（自動升旗簡易控制裝置電路圖）
方案D：
1.采用CD 唱機（含有觸發電路）、電動機、直流電源、滑輪等元件實現。
2.測得國歌播放時間和旗桿長度，預估電動機的轉速。根據時間、旗桿長度和電動的轉速，選擇滑輪的直徑。
3.從CD唱機中引出音頻信號，將CD唱機（含有觸發電路）、電動機、直流電源串聯在電路中。
4.初始狀態使國旗在旗桿底端。當啟動CD唱機播放國歌時，音頻信號觸發電路帶動電動機轉動，使滑輪運動，國旗勻速上升；當國歌播放結束、沒有音頻信號時，電動機停止轉動，此時國旗應該正好升至桿頂。如果升旗速度與國歌的播放時間之間存在誤差，則需要重新調整滑輪的直徑，直到符合要求。
5.在啟停電動機的電路中并聯一個手動按鈕SW2，用于在出現故障時能升降旗幟。
這一方案的特點是，不需要外加定時器，而用音頻信號直接控制電動機，減少了時間上的誤差。
作業：
1.以前學校的大門是對開的，現在很多學校的門都改為電動門，但是這種門操作過于呆板，大門在關閉過程中有人通過時，容易夾傷行人，請同學們就我們所學習技術與設計的知識分析電動門的設計，并能夠提出改進方案。
2.有位科學家，為了促使迷上電視的女兒堅持鍛煉，專門設計了一輛有趣的“自行車”女兒必須騎上自行車不停地踩腳蹬，才能驅動發電機給電視機供電，想偷懶就看不到電視。請你根據已學的技術與設計的知識，畫出“自行車—發電—電視機”這一過程的方框土，分析在這套裝置的設計中，綜合了哪些技術和原理。
3.設計并制作水車控制裝置的模型。利用流動的水沖擊水車，以控制不同的機械裝置而產生動作。
第3課時：
自動升旗簡易控制裝置的設計與實施評價和總結。
（1）方案實施：
自動升旗簡易控制裝置的設計與實施。
（2）交流與評價：
①撰寫試驗報告，自我評價和小結；
②小組自評；
③展示成果，學生將本組的作品展示給全班同學，其他同學可以提出自己的改進意見。
作業：
1.在賓館的房間天花板上都有一個自動滅火裝置，當室內煙霧的濃度過高時，該裝置會自動噴水，起到降溫滅火的作用，請你根據這一裝置，設計自動滅火裝置的模型。
2.請對太陽能熱水器進行分析：
（1）一般家用太陽能熱水器水溫控制是如何實現的？
（2）有的賓館使用多臺熱水器串聯來集中供水，當水溫過低是，通過控制器啟動輔助電加熱開關，使水溫控制在一定范圍。請畫出這一控制系統的方框圖，并說明其工作過程。
3.設計并制作可伸縮的晾衣控制裝置。利用手搖裝置或電動裝置將晾衣繩連同衣物移到室外，下雨時將它整體收回到室內。
八、教學反思
學生要對生活中的一些系統進行分析，思考，并能收集一些設備的工作原理，只有在掌握了大量的系統的工作原理，占有大量的資料的前提下，才能對系統進行分析，畫出方框圖，才能對其設計有一定的了解。
通過一些具體的生活實例導入有關控制的設計方法，引導學生發現問題、分析問題、解決問題，由易到難，在學生自己設計的過程中達到突破難點，實現教學目標的目的，符合新課程理念的要求。以貼近學生生活實際的典型案例為載體，幫助學生在快樂、輕松的氛圍中掌握知識，體現老師的引導作用。以學生為主體，讓學生進行設計，改進身邊的一些控制系統，理論與實踐相結合，以問題為引領，在‘師生互動’的課程理念的設計上都有較好的亮點，還應注意及時反饋。
控制系統的設計與實施
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：控制系統的設計與實施
章　　節：第四單元　控制與設計 　第四節　控制系統的設計與實施
課 時：第1課時
一、教學目標
1.知識與技能：
了解簡單的被控制對象的基本特征，畫出系統方框圖，形成初步設計方案
2.過程與方法：
通過案例式的探討和實踐改良的技術活動，提高分析能力，培養探究精神。
3.情感、態度與價值觀：
（1）通過對控制系統的設計與實施的分析，體會產品設計中人性化的設計思想。
（2) 培養認真嚴謹的態度，進而樹立“以人為本”的設計理念。
二、教學重點
設計一個控制系統應明確的問題，對控制系統的基本要求。
三、教學難點
設計一個控制系統應明確的問題的分析，控制系統設計的思想方法。
四、教學方法
講授、討論、小組合作。
五、設計思想
1. 教材分析
本節是前幾節知識的總結與應用。控制系統設計的一般思路是這一節的重點，也是難點。在設計中，只有對系統的組成部分及其相互關系分析清楚了，才能進行設計。對于學生的設計，因為是必修課的最后一個設計，要求學生一定要按設計的一般過程進行，設計課題不必復雜，但一定要讓學生能夠完成。
本節課內容為本單元的第四節。在前面的學習中，學生已經了解了結構、流程、系統、控制與設計的關系。設計是技術的重要組成部分之一，而且《技術與設計2》大部分都是圍繞著設計這個主題來展開的。
本節分別通過開環控制系統和簡單的閉環控制系統的設計案例，使學生了解控制系統設計的一般思路和步驟，通過自動升旗控制裝置的設計，強化學生對設計的多方案的理解。控制系統的設計是本單元教學內容的綜合和總結，也是控制思想方法的集中體現。這一節的教學不僅需要學生對開環控制系統和閉環控制系統的工作過程和工作原理有較好的了解，還需要熟悉控制系統的組成和各環節的作用。
2. 學情分析
學生對一些產品有一定的使用經驗，這些經驗有成功的，也有失敗的，通過控制系統的分析與設計，使學生對一定的實踐經驗和生活經歷，上升到一定的理論認識，對失敗的使用經驗，能從控制與設計的角度重新的認識。
3. 策略
提出一個生活中時常會遇到的問題，在學習和閱讀了相關內容后針對這一問題的設計要求進行具體設計并制作成模型，在學生自己設計和制作的過程中達到突破難點，實現教學目標的目的。
本節書從理論上講內容較難，學生理解起來比較困難，為了能有較好的課堂效果，設計如下：
（1）通過一些具體的生活中例子對比來導入有關控制的設計方法，從而引入課題。
（2）教師根據課本中的案例，引導學生解決問題，提高學習的自主能力。
（3）尋找一些貼近學生生活實際和典型的《電吹風》《電曖氣》（有開環與閉環兩種）等案例，利用媒體教學手段增加課堂氣氛，幫助學生在快樂、輕松的氛圍中掌握知識。
（4）老師起到引導的作用，學生為主體，在學生掌握的基礎上，課堂交給學生。讓學生進行設計。
六、教學準備
電吹風、電風扇等實物，課件。
七、教學過程
　
教學環節
師生活動
設計意圖
導入
在日常生活中，控制具有十分重要的實踐意義，我們今天從實際應用出發，進行幾個簡單的控制系統設計。現在我們首先了解一下控制系統設計的一般思路。
引出新知，激發學生的學習興趣。
新課講授
一、控制系統的設計要明確的問題??
??????◇系統要達到的目標
??????◇控制的對象是什么
??????◇被控對象的特性
??????◇確定被控量和控制量
??????◇找出控制系統的干擾因素，分清主次，找出最大的干擾因素
??????◇采用什么方案既達到目的、又經濟、易于實現。選擇開環還是閉環要根據控制系統的精度要求和條件的可行性而定
??????◇選擇設備和元件。執行器和檢測裝置的選擇: 一是要根據控制量和被控量的需求，二是根據控制條件
二、控制系統設計需滿足的基本條件:
◇能達到控制的目的
◇采用易于實現的方式
◇降低控制成本
◇減少對環境的負面影響
三、開環控制系統的設計
案例：電吹風檔位控制設計
師生共同分析：該控制系統要達到的目的是什么？控制的對象是什么？被控對象有哪些特性？被控量的控制量分別是什么？外界的干擾因素是什么？是否經濟實用？如何實現安全設計？
??
設計要求：電吹風能根據不同檔位輸出不同種類的風.
設計分析：被控對象——電吹風；
被控量——風的速度和溫度；
控制量——電機的電壓；
干擾因素——房間溫度、電源電壓的波動……
工作過程：
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討論：
1. 熨斗、電加熱棒、電褥子等電器的控制過程分析，安全性分析。
2. 普通電風扇定時控制系統的設計?。
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四、閉環控制系統的設計
案例：抽水馬桶水位自動控制
設計要求：當水位達到某一指定高度時，進水口停止進水。
設計分析：
根據設計要求，選擇閉環控制系統。被控對象是抽水馬桶的水箱，被控量是抽水馬桶水箱水位的高度，控制量是進水管的水流量（進進水量），水箱水位的高度與進水量之間呈線形關系，主要干擾因素是水箱的出水流量。
方案構思：
采用浮球作為水位高度的檢測裝置。當水箱的水位低于水箱的某個高度時，出現了水位差（給定的水位高度與實際水位高度之差），這個信號通過浮球、連桿機構傳給進水閥，使進水閥打開，從而水箱進水；當水箱水位達到水箱的某個高度時，水位差為零，進水閥關閉。
控制系統方框圖：略
控制過程：轉動沖水旋鈕，使出水閥打開，水箱沖水。與此同時，進水閥打開，水箱進水，直到指定水位時，進水閥關閉。
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直接引入題目，便于學生積極思考。
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通過富有吸引力的現實生活中的問題，使學生回想和體會控制系統的工作過程，激發學生的好奇心和主動學習的欲望。
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這些設備，學生有一些使用的經驗，拿出來加以分析，還可以增加學生的安全意識。
小結
1.?控制系統設計的一般思路
2. 控制系統設計需滿足的基本條件
3. 畫出該控制系統的方框圖
鞏固本節課內容
八、板書設計：
九、教學反思
引導學生對生活中熟悉的簡單控制系統進行分析、思考，并收集一些設備的工作原理。教師要掌握大量的簡單控制系統的工作原理，要占有大量的資料，才能指導學生對控制系統進行正確分析、畫出方框圖，才能對實現簡單設計。
控制系統的設計與實施
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：控制系統的設計與實施
章　　節：第四單元　控制與設計　　第四節　控制系統的設計與實施
課 時：第1課時
一、教學目標
1.了解簡單的被控對象的基本特性。
2.能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖。
3.形成初步的控制系統設計的方案。
4.能根據開環控制系統的設計方法，制作一個控制裝置；學會調試運行，提出改進方案。
二、教學重點
1.運用控制系統設計分析方法確定控制系統各部件，形成初步的設計方案。
2.確定被控量和控制量并能畫出控制系統的方框圖。
三、教學難點
被控量和控制量的確定。
四、教學方法
講授、討論、小組合作。
五、設計思想
1.教材分析
本節課內容為本單元的第四節，是前幾節知識的總結與應用。可通過教師的引導和實例，結合學生生活經驗，探究控制系統設計與實施的含義，歸納總結控制系統設計與實施的方法。通過設計實踐活動，讓學生感受和領悟，引導學生思考實現合理的控制設計要考慮的因素。
2.學情分析
學生對一些產品有一定的使用經驗，這些經驗有成功的，也有失敗的，通過控制系統的分析與設計，使學生對一定的實踐經驗的生活經歷，上升到一定的理論認識，對失敗的使用經驗，能從控制與設計的角度重新的認識。
學法設計：
引導學生進行“問題式學習”，通過嘗試——發現，探索——研究的過程來掌握本節課的知識，在老師的幫助下，把生活中的經驗逐步與控制系統聯系起來，通過動手實踐、改造，親身體會控制系統的實施方法，體驗成就感。
教學策略：
提出一個生活中時常會遇到的問題，在學習和閱讀了相關內容后針對這一問題的設計要求進行具體設計并制作成模型，在學生自己設計和制作的過程中達到突破難點，實現教學目標的目的。
（1）通過一些具體的生活中例子對比來導入有關控制的設計方法，從而引入課題。
（2）根據課本中的案例，引導學生解決問題，提高學習的自主能力。
（3）尋找一些貼近學生生活實際和典型的《電吹風》《電曖氣》（有開環與閉環兩種）等案例，利用媒體教學手段增加課堂氣氛，幫助學生在快樂、輕松的氛圍中掌握知識。
（4）老師起到引導的作用，把課堂交給學生。讓學生進行設計。
六、教學準備
電吹風等實物，課件、方框圖。
七、教學過程
引入：
（一）問題的提出
程同學家的住房面積比較小，衛生間和客廳緊密相連，家里來客人時，使用衛生間廁所馬桶時所發出的聲音和氣味常常使人很尷尬。程同學想如果在馬桶內安裝一個抽氣機，將馬桶內的氣體直接抽到水箱內的水中，通過水的過濾，消除臭氣。這樣，由于馬桶內的空氣流向發生變化，如廁時馬桶內發出的聲音也可得到控制。
要實現這個想法，抽氣機的控制系統部分如何設計呢？
新課：
（二）控制系統設計的一般思路：
1.要設計好一個控制系統，需要：
（1）明確這個系統要達到的目的是什么？
（2）所要控制的對象是什么？
（3)被控對象有哪些重要特征？被控量和控制量分別是什么？
被控對象的特征往往難以直接得到，通常是通過了解被控對象的輸入與輸出之間的關系來分析它的基本特性，從而確定控制器的運算方式。
（4)外界的主要干擾因素有哪些？
一個控制系統中可能同時存在若干個干擾因素，需要分清主次，找出對系統影響最大的干擾因素。
（5)選擇怎樣的設計方案既能達到目的，又經濟、又易于實現。
為達到實現控制的目的，應采用易于實現的控制方式，降低控制成本、減少對環境的負面影響等。
（6）選擇控制系統的設備和元件。
注意在選擇元器件時要優先考慮標準件的使用。
2.在以上問題都確定后，再考慮：
（1）要根據實際設計對控制精度的要求以及條件的可行性來確定是用開環控制系統還是閉環控制系統來實現所要最終達到的目的。
（2）畫出控制方框流程圖。
（3）畫出必要的設計圖紙（控制電路設計或系統結構設計）和實施圖紙，撰寫設計說明書等。
（三）開環控制系統的設計案例分析
◇ 案例分析1（教師引導）：
電吹風控制系統的設計（先介紹一下電吹風的工作原理）。閱讀書中“開環系統的設計”，從“電吹風控制系統的設計”體會開環控制系統設計的一般過程。
設計要求：
電吹風能根據不同檔位輸出不同種類的風。
設計分析：
被控對象——電吹風；
被控量——風的速度和溫度；
控制量——電機的電壓；
干擾因素——房間溫度、電源電壓的波動；
工作過程：
這個開環控制系統設計的案例，用以說明開環控制系統設計的過程與方法，體現控制系統設計的一般思路。
◇ 案例分析2（分組討論）：
電風扇風速控制設計。
1.電風扇風速控制這個系統要達到的目的是什么？
2.控制的對象是什么？被控對象有哪些特性？
3.需要哪些零部件組成控制系統？被控量的控制量分別是什么？
4.外界的干擾因素是什么？影響的程度有多大？
5.怎樣做到經濟實用？設計更安全？
6.你認為該控制系統各部件的設計還與什么有關?
◇ 案例分析3：
抽水馬桶水位自動控制
設計要求：當水位達到某一指定高度時，進水口停止進水。
設計分析：根據設計要求，選擇閉環控制系統。被控對象是抽水馬桶的水箱，被控量是抽水馬桶水箱水位的高度，控制量是進水管的水流量（進進水量），水箱水位的高度與進水量之間呈線形關系，主要干擾因素是水箱的出水流量。
方案構思：采用浮球作為水位高度的檢測裝置。當水箱的水位低于水箱的某個高度時，出現了水位差（給定的水位高度與實際水位高度之差），這個信號通過浮球、連桿機構傳給進水閥，使進水閥打開，從而水箱進水；當水箱水位達到水箱的某個高度時，水位差為零，進水閥關閉。
控制系統方框圖：略
控制過程：轉動沖水旋鈕，使出水閥打開，水箱沖水。與此同時，進水閥打開，水箱進水，直到指定水位時，進水閥關閉。
（四）“馬桶內抽氣控制系統”的方案設計
設計要求：
抽氣機能根據不同的檔位（如電風扇的風速控制器）改變抽風量的大小。
提問：
針對“馬桶內抽氣系統”，是選擇開環控制系統還是閉環控制系統？
教師總結：采用開環控制系統實現馬桶內抽氣。同學們在學習控制系統設計之初，要從嘗試進行簡單的開環控制系統的設計做起。
1.明確馬桶內抽氣系統的設計要求、被控對象、被控量和控制量。
2.閱讀書中119頁“開環系統的設計”，從“電吹風控制系統的設計”體會開環控制系統設計的一般過程。
設計分析：
抽氣機控制系統的的被控對象是抽氣機裝置，被控對象是抽氣量的大小，控制量是電機的電壓，干擾因素是電源電壓的波動。
抽氣機控制的工作過程：抽氣機是通過電動機帶動真空泵將氣體從馬桶內抽到水箱之中的。
分組討論：
1.設計“馬桶內抽氣控制系統”，畫出流程方框圖。
2.共同討論設計還存在哪些問題，如何改進。
方案構思：
設定抽氣機的擋位就設定了電動機電壓，接通電源后，電動機帶動真空泵，將馬桶內的氣體抽到水箱中，輸出的就是預設定抽氣大小的量。


（五）作業：馬桶內抽氣裝置的模型制作
1.確定了抽氣機控制系統的設計方案后，畫出必要的電氣線路圖。
2.選擇適當型號的元件和配件，進行組裝。（老師提供相應的配件和原材料，學生現場制作）
3.進行調試，測試能否實現設計目標，提出改進意見。
八、教學反思
嘗試引導學生進行“問題式學習”的過程來掌握本節課的知識，在老師的幫助下，把生活中的經驗逐步與控制系統聯系起來，通過動手實踐、改造，親身體會這種控制實施方法，體驗成就感。
控制系統的設計與實施
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：控制系統的設計與實施
章　　節：第四單元　控制與設計　　第四節　控制系統的設計與實施
課 時：第2～3課時
一、教學目標
1. 了解簡單的被控對象的基本特性，能確定被控量、控制量，采用逆推法畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制系統設計的方案。
2. 能根據開環控制系統的設計方法，制作一個控制裝置；或者根據簡單閉環控制系統的方案進行模擬實施，學會調試運行，提出改進方案
二、教學重點
設計一個控制系統應明確的問題，對控制系統的基本要求。
三、教學難點
設計一個控制系統應明確的問題的分析，控制系統設計的思想方法。
四、教學方法
講授、討論、小組合作。
五、設計思想
1. 教材分析
本節要求學生親歷一個完整的控制系統設計和模型制作過程。對于控制系統方案的設計不要求學生能形成詳細的設計方案，只需形成初步方案，重要的是讓學生親歷設計的過程，知道怎樣通過分析被控對象的基本特性，確定被控量、控制量，從而形成控制系統的設計框圖，對于開環控制系統和閉環控制系統的制作和實施，課標有著不同層次的要求，對于開環要求能制作一個完整的簡單的控制裝置，對于閉環控制系統，只要求學生根據簡單閉環控制系統的方案進行模擬實施，學會調試運行，提出改進方案。
本課要解決的重點是：親歷一個完整的控制系統設計和模型制作過程.
2. 學情分析
（1）學生已經使用過設計的技術語言對設計的過程和方案進行描述；
（2）經歷了幾個設計和制作的全過程，熟悉設計過程中的各個環節以及模型或原型制作的基本方法和手段；
（3）設計制作中具體技術和專業知識（如電子、電路及機械控制知識等）有所欠缺，給控制的設計和實施帶來了一定的困難；
3. 教學策略分析
本次控制系統設計將采用開放式的設計，在提出設計命題后，不給出一個確定的系統設計方案，而是引導學生提出自己的想法，激發學生發現問題和勇于創新的激情。本次設計將按設計的各環節按層次提供了一些在系統設計時可能會碰到的技術問題，讓學生自己分析、選擇認為合理的設計方案，以合作學習的方式，完成設計和制作。學生通過從明確問題、制定方案設計、制作、測試評估和優化全過程的參與，初步學會控制設計的基本方法，加深對前述課程內容的理解，以達到提高技術素養的目的。
六、教學資源準備
多媒體設備、相關圖片資料、技術試驗工具、材料等
七、教學過程
序號
教學步驟
教師活動
學生活動
一
問題的提出
問題：在海南處于熱帶地區，多雨,天氣無常，而人們工作繁忙，時常無暇顧及雨水對家具、家電等物品的損害，造成經濟損失。能否設計一個雨天自動關窗系統？這樣，人們工作在外，就不用擔心雨水飄進家里了。
設計項目：雨天自動關窗系統
明確設計任務
激發學習興趣
二
方案的設計
1.明確控制的目的
提問：該控制系統控制的目的是什么？
思考，回答：
根據是否下雨控制窗戶的開和關
2.分析被控對象的主要特性，確定被控量、控制量
提問：
（1）該控制系統被控對象是什么？被控量是什么？
（2）窗戶的開關通常有哪幾種方式？采用哪種開關方式，怎樣控制比較合理？
回答：被控對象是窗戶，被控量是窗戶的開與關
引導學生分析被控對象，確定控制方式和控制量：
電機的轉動

3.采用逆推法引導學生畫出控制框圖
教師：窗戶由什么來開、關的？
?
教師：電動機由誰來控制它運轉？
?
教師：控制電路如何知道何時讓電動機運轉？
?
教師：用怎樣的裝置感知有光線否呢？
教師：現在我們大家把剛才我們分析的思路用方框圖整理出來：
?
學生：電動機
?
學生：控制電路，由它來控制電動機的正轉反轉學生：由一個能感知是否有雨的傳感器送信號給控制電路
學生：……（濕度傳感器）
三
方案的實施
結構安裝
提供方案實施中的技術問題的多種解決方案讓學生自己分析選擇：
（1）窗戶的運動方式：平移、轉動
（2）電機與窗戶連接方式：
a.齒輪與齒條連接
b.共軸連接
c.滑輪繩子連接
（3）濕度檢測電路：
濕敏電阻、自制濕度傳感器
分組討論：
根據提供的技術資料，分析并選擇認為合理的設計方案
四
方案的調試評估和改進
1.控制調試
（1）??????? 調試機械聯接是否穩固
（2）??????? 調試窗戶移動（開關）是否到位
（3）??????? 調試濕度檢測是否靈敏
2.評估自己的方案
3.優化改進自己的方案
（1）如何增加濕度檢測的靈敏度和準確度
（2）如何實現自動控制和人式控制兩種方式并存，使控制有更大的適應性
（3）如何克服窗戶移動距離可能存在的誤差
調試，分析出現問題的原因，并改進
反思自己的設計，進一步優化自己的方案
五
小結
1.引導學生歸納總結控制系統設計的一般步驟
2.設計方案實施的主要步驟
3.對方案實施的調試評估
歸納、總結，把實踐經驗進一步提升
八、教學反思
這是“控制與設計”專題的最后一個教學內容——簡單控制系統的設計及系統的調試。這一課題的教學以具體設計任務為載體，讓學生體驗控制系統設計和實現的過程，使課堂還給學生，給課堂以生氣和活力。
本課程的教學設計以設計制作“下雨時自動關窗裝置”為載體來展開的，課程的導入和每一個設計步驟都是圍繞這個設計任務來展開的。內容具體，目標明確，學生有興趣，課堂也很活躍。這一課沒有使用教材的推薦載體，而是根據本地條件選擇的載體。本次是采用兩節課連上的方式進行的，在教師的引導下學生下基本能夠完成任務，效果很好。
控制系統的設計與實施
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：控制系統的設計與實施
章　　節：第四單元　控制與設計　　第四節　控制系統的設計與實施
課 時：第2～3課時
一、教學目標
1.知識與技能
理解控制系統設計的一般思路。
2.過程與方法
（1）能根據控制系統設計分析方法確定控制系統各部件并畫出方框圖，形成初步的設計方案；
（2）能根據設計方案初步選擇控制系統所用元器件；
（3）能綜合運用設計的一般原則等知識指導實施與評價過程。
3.情感態度與價值觀
形成運用設計的一般過程和設計的一般原則分析問題解決問題，培養具體問題具體分析的正確情感和態度。
二、教學重點
理解控制系統設計的一般思路；運用控制系統設計分析方法確定控制系統各部件，形成初步的設計方案。
三、教學難點
運用控制系統設計分析方法確定控制系統各部件，形成初步的設計方案；綜合運用設計的一般原則等知識指導實施與評價過程。
四、教學方法
講授、討論、小組合作。
五、設計思想
在本節教學中，將采用教師引導啟發和學生合作學習相結合的教學模式。以任務驅動的方式，引導學生運用所學知識進行控制系統的設計。
六、教學資源
電熱箱控制系統設計所需部分元器件，評價表格等。
七、教學過程
環節
教師活動
學生活動及預期效果
設計思路
提
出
問
題
1.引入
消毒碗柜利用紅外線高溫消毒的特點，將洗凈的碗、筷、杯、盤放入其中加熱、烘干，達到預定的時間之后便自動斷電。
2.提出問題
設計項目：電熱恒溫箱
設計要求：
（1）箱內溫度恒定在60度左右；
（2）能自動控制；
（3）安全、節能、低成本。
認識消毒碗柜熱消毒原理。
提出具體設計項目，明確設計目標。
進行對比，讓學生對后面提出的電熱箱設計有初步的認識。
設
計
分
析
1.設計的總體思路
設計的一般過程：發現問題與明確問題——制定設計方案——制作模型或原型——測試、評估、優化——編寫使用說明書。
2.控制系統設計分析
（1）控制系統的結構：
呈現開環及閉環控制系統的框圖,分析控制系統固有特性和內在規律。
（2）確定控制系統各部件
A.確定控制對象：電熱箱
B.確定執行器：加熱器
（執行器由被控量來選擇，若被控量是溫度，執行器可以是加熱器（加熱）或壓縮機（制冷），若被控量是流量，執行器就是閥門。對于運動，通常采用電動機（直線運動）等。）
C.確定控制器
控制器的選擇與控制量、被控量、執行器都有關系
控制量：熱量
根據焦爾定律：
Q＝0.24I2Rt＝0.24(U2/R)t
控制手段：
①通過調壓器改變電壓來調整;
②通過可控硅或晶閘管改變電流調整; ③改變加熱器電阻的方法調整溫度；④可以通過開關時通時斷控制時間來調整。
3、控制方式
（1）干擾因素分析
A.電源電壓的穩定性
B.電熱箱箱體與環境的對流速度(密封性、環境溫度)
（2）控制方式的選擇：閉環控制系統
（選擇原則：被控量是否存在量上的誤差）
（3）檢測裝置的確定
由被控量來選擇，溫度傳感器
重溫設計的一般過程。
明確控制系統設計的特殊性。把握控制系統設計分析的一般思路：確定執行器、控制器、檢測裝置（閉環）等。
運用所學控制理論，理解控制系統各變量之間的內在規律，以此確定控制系統各部件。
師生交互。
強調設計的一般過程是進行設計應遵循的科學步驟。
將控制系統設計方法轉化為執行器、控制器、檢測裝置（閉環）等的選擇。
使問題簡化、具體、明了。助于學生的理解。
掌握控制系統的內在規律。
方
案
構
思
1. 繪制控制系統框圖
分組確定這一控制系統的設計方案，畫出方框圖。
2. 電熱箱元器件的選擇
展示多種元器件，由學生選擇。組成控制系統，畫出電路圖，并連接實物。
如果有多種設計方案，需要進行比較與權衡。
動手操作。比較、權衡，內化知識，提升能力。
通過動手動腦，將知識內化，提高學生物化能力。
為制作、安裝、運行、評論等準備。
系
統
實
施
設計項目的實施
實施包括：
箱體的制作、安裝與調試、運行和評價等步驟。
討論：
1.系統實施和評價的依據是什么？
（設計的一般原則。具體內容：美觀、創新、實用、經濟、道德、技術規范、持續發展。）
2.在本恒溫箱實施過程中，你認為主要要考慮設哪些因素？
3.一同學在箱體的正面安裝一電源指燈以指示電源的通斷，安裝溫度計以指示箱內的溫度。這考慮人機關系的哪方面關系？
（信息交互——以人為本思想方法）
4.一同學為了減少電熱箱與環境的對流速度，在實施過程中制作了內外兩層箱體。他是基于什么問題考慮？
分組：
根據設計方案，進行組裝、調試，填寫評價表。
進一步明確設計的一般過程和本控制系統實施的任務。
思考、發散、運用知識解決教師提出的問題。
采用問題的方法以點帶面，引導學生以設計的一般原則指導設計、實施、評價等整個過程，以期拋磚引玉。
形成技術思想方法，如以人為本、系統的分析方法等并以此運用于設計和實施中。
總
結評價
1.控制系統的設計遵循設計的一般過程，但有其特殊性。
2.控制系統的設計思路是：明確控制目的——了解被控對象的基本特性——分析被控量和控制量——確定執行器和控制器——確定控制類型——選擇元器件——制作、安裝、調試、優化、評價。
3.設計的一般原則是指導控制系統設計、實施的準則。
4.設計過程應綜合運用技術的思想方法，力求有所創新。
梳理本課所學知識點，進一步明確控制系統的設計思路。
總結、提升，加深理解，促進學生知識內化。
八、教學反思
本課從家用消毒柜的案例引入簡易溫度（閉環）自動控制系統的設計思路，設計過程、設計原則運用合理，課堂語言的節奏控制良好。采用自備電子元件，組織學生分組試驗，引導學生分析了閉環自動控制系統的設計思路，設計分析和設計原則，動手設計、組裝和調試。
本次課采用兩節課連上，教師講課時間不多，讓學生有更多動手實踐的時間。
控制系統的設計與實施
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：控制系統的設計與實施
章　　節：第四單元　控制與設計　　第四節　控制系統的設計與實施
課 時：第2～3課時
一、教學目標
1. 了解簡單的被控對象的基本特性，能確定被控量、控制量，采用逆推法畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制系統設計的方案。
2. 能根據開環控制系統的設計方法，制作一個控制裝置；
3. 學會簡單控制系統的調試運行，提出改進方案。
二、教學重點
根據開環控制系統的設計方案，制作一個控制裝置；
或者能根據簡單閉環控制系統的設計方案進行實施或模擬實施。
三、教學難點
調試運行，提出改進方案。
四、教學方法
講授、討論、小組實踐。
五、設計思想
1. 教材分析
在前3節對開環控制系統和閉環控制系統工作過程和原理介紹的基礎上，本課主要使親歷一個完整的控制系統設計和模型制作過程。重要的是讓學生親歷設計的過程，知道怎樣通過分析被控對象的基本特性，確定被控量、控制量，形成控制系統的設計框圖，對于開環控制系統和閉環控制系統的制作和實施，課標有著不同層次的要求，對于開環要求能制作一個完整的簡單的控制裝置，對于閉環控制系統。要求學生根據簡單閉環控制系統的方案進行模擬實施，學會調試運行，提出改進方案。
2. 學情分析
學生對控制系統已經有了基本了解，對系統設計的各環節以及模型或原型制作的基本方法有所熟悉。
設計制作中具體技術和專業知識（如電子、電路及機械控制知識等）有所欠缺，給控制的設計和實施帶來了一定的困難。
六、教學資源準備
多媒體課件、電飯鍋若干、干簧管一只（常開）、發光二極管一只、導線若干條、微型開關二個（常開、常閉）。
七、教學過程
（一）引入：
教師與學生一起回顧開環控制和閉環控制的相關知識，為下面的新知識講授打下伏筆。
（二）新課
◇ 設計項目一：衣柜自控燈的設計（直接引入題目，便于學生積極思考。）
設計要求：開門燈即亮，關門就會自動熄滅。
1. 衣柜自控燈設計分析
自控燈的控制工作過程：燈安裝在衣柜內，開門燈即亮，關門就會自動熄滅。
被控對象——燈泡
被控量——燈泡亮/滅
控制量——開關通與不通
控制方案——開環控制系統
元器件——開關、電源、燈泡……
干擾: 電壓的波動
影響: 電流波動、燈光閃爍
討論：通過改變什么，實現燈的亮與滅？
2. 方案構思：選擇開環控制系統實現自控燈的控制要求。
確定了確定控制系統的設計方案后，畫出必要的電器線路圖，選擇適當型號的元件和配件，進行組裝、調試。
3. 方案的呈現：學生根據給定的材料，呈現小組方案。
4. 分組實踐：根據設計方案和已給材料（各種電子開關、燈泡、雙金屬片等），組裝衣柜自控燈模型。
5. 展示與點評：展示部分小組作品并調試。
6. 拓展與延伸
提問：這類控制設計方案，除了用在衣櫥上，還可以用在哪里？
（門窗、櫥柜、抽屜、保險柜……）
如果把被控對象換成電鈴，那么它又可做成什么？（防盜報警控制系統）
如果把執行器開關換成聲控開關的話，它又可做成什么？（聲控燈）
如果把執行器開關換成光控開關的話，它又可做成什么？（光控燈）
……
◇ 設計項目二：以普通電飯鍋的限溫、保溫控制為例，體驗簡單的閉環控制系統。
分組完成：
1. 觀察普通電飯鍋的內部結構，了解各元件的作用
2. 分別畫出普通電飯鍋的限溫、保溫控制的方框圖
3. 普通電飯鍋的限溫、保溫控制設計分析
八、教學反思
在本節課的教學中，分別以衣柜自控燈設計、普通電飯鍋的限溫和保溫控制分析這兩個設計活動為主線，讓學生在針對實際問題進行控制設計的實踐中去領會控制系統設計的一般方法。活動過程中，學生以小組為單位在進行設計分析時，親身經歷對多方案進行比較、權衡、選擇的過程以及一個控制系統的制作、安裝、調試、改進的全過程。在這樣一個體驗過程中，學生才可能對教學目標有一個全面理解和認識。
活動中，學生遇到一些問題，比如：在我所給的材料中，對有些材料（如開關、雙金屬片等）比較陌生；學生在比較權衡完畢后，還會對原來的方案進行進一步的改進；學生在對控制系統電路連接調試中燈泡不亮等等。整節課的課堂氛圍好，學生興趣高，能按時完成任務。
附：普通電飯鍋控制原理資料
電飯鍋是利用發熱板，在鋁質鍋的底部煮飯。發熱板內藏電熱線，這電熱線是由自動開關控制。
發熱板的中央有一圓孔，孔內有一感溫軟磁，它借著彈簧向上頂貼著鍋底。這是一種純鐵氧體。它在100℃或以下時，可以被永久磁鐵吸引。但當升至103℃時，則失去磁性，不再受永久磁鐵吸引。
當按下開關按鍵，開關橫桿把磁鐵向上頂貼著感溫軟磁。這時，發熱線接通，開始加熱。
當鍋內的飯沸騰后，鍋內的水就漸漸減少。當水開始蒸干，鍋內的溫度就由100℃上升。當升至103℃時，感溫軟磁就不受磁鐵吸引，開關的杠桿因彈簧的彈力及本身的重力而下降，壓使接觸點分開，發熱線就斷電。同時，接通另一保溫電路，保持飯的溫度在70℃左右 .
普通自動恒溫式電飯鍋的外殼和內鍋一般用冷軋鋼板和薄鋁板模壓成型，內鍋底部呈球面狀，與電熱盤上表面吻合，電熱盤是電飯鍋的核心部件，它主要由鋁盤和電熱管兩部分組成，環形金屬管狀電熱元件澆鑄在鋁盤之中便制成電熱盤。
普通自動恒溫電飯鍋的控制主要依靠磁鋼限溫器和熱雙金屬片恒溫器。磁鋼限溫器是電飯鍋的限溫元件，安裝在電熱盤的中心處，其作用是在飯煮熟后自動斷電，以免飯被煮焦。插上電源，由于雙金屬恒溫器所控制的觸點在溫度低于保溫溫度時處于常閉狀態，加熱器就工作（發熱），指示燈亮；按下開關按鈕，磁鋼限溫器所控制的觸點閉合，電飯鍋開始煮飯，當溫度達到感溫磁鋼的居里點溫度時，緊貼鍋內底的感溫磁鋼失去磁性，結果永磁體因自身的重量及彈簧的彈力作用自行跌落，使磁鋼限溫器所控制的觸點自動跳開；同時因為雙金屬恒溫器的常閉觸點在高于65℃時也處于斷開狀態，因此加熱器斷電而停止工作，指示燈熄滅，表明鍋內米飯已煮熟。加熱器斷開后，其余熱足以將飯菜燜至噴香可口的程度。隨著飯溫的下降，當低于65℃時，雙金屬恒溫器的常閉觸點自動復位閉合，于是加熱器又通電工作，鍋內的飯又開始升溫；但當高于65℃時，該觸點又斷開。如此循環，就使鍋內的米飯溫度始終保持在65℃上下，此時指示燈時亮時滅，以示保溫。

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