資源簡介

第四單元控制及其設(shè)計教案
一、教學(xué)目標(biāo)
1.認(rèn)識控制；
2.知道控制系統(tǒng)；
3.理解掌握開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)及區(qū)別。
三、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：理解掌握開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)及區(qū)別；
教學(xué)難點(diǎn)：理解掌握開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)及區(qū)別。
四、教學(xué)過程
1.認(rèn)識控制：
情景導(dǎo)入：道路千萬條，你要走哪條？安全第一條。
失控的汽車對比鄉(xiāng)間小路騎自行車安全到達(dá)。
知識點(diǎn)1（了解）
什么是控制？(P113)
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(biāo)發(fā)展。
知識點(diǎn)2 （了解） 控制的三要素：
控制的目的 控制要達(dá)到什么目的 控制的對象 控制的對象是什么 控制的手段 采取什么控制手段
舉例：汽車方向控制
控制的目的 改變汽車行駛方向 控制的對象 汽車
控制的手段 轉(zhuǎn)動方向盤推動轉(zhuǎn)向桿，再帶動車輪轉(zhuǎn)向
練一練
控制裝置 控制目的 控制對象 控制手段
感應(yīng)式水龍頭 水龍頭的開或關(guān) 水龍頭 紅外傳感器檢測是否紅外線而自動控制出水
樓道聲控?zé)?燈的亮或滅 燈 聲控傳感器檢測是 否有聲音而自動亮燈
自行車轉(zhuǎn)向 騎車轉(zhuǎn)向 自行車 騎手轉(zhuǎn)動車把帶動車輪
情景導(dǎo)入：知識點(diǎn)3 （重點(diǎn)）
控制類型
按人的參與：人工控制 自動控制
按執(zhí)行部件：機(jī)械控制 電力控制 電子控制 液壓控制 氣動控制
問題：洗衣機(jī)洗衣服屬于人工控制還是自動控制？
問題：按執(zhí)行部件，聲控?zé)魧儆谀念惪刂疲?br/>情景導(dǎo)入：控制的應(yīng)用領(lǐng)域
2.知道控制系統(tǒng)
情景導(dǎo)入：接乒乓球、定時間澆水
控制系統(tǒng)：任何控制都要通過若干個環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)，這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置構(gòu)成了一個系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。
知識點(diǎn)4（重點(diǎn)）
理解：輸入與輸出
練習(xí)和體驗(yàn)
控制裝置 是否控制系統(tǒng) 輸入 輸出
教室里的電燈 是 按開關(guān) 燈泡亮或滅
樓道聲控?zé)?是 聲音 燈泡亮
自行車減速 是 捏剎車手柄 車速降低
3.理解掌握開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)及區(qū)別
情境導(dǎo)入：給相同濕度喜好的植物定時間澆水
P121: 控制系統(tǒng)的輸出量，不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何的影響，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)
開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖
案例分析--紅外線自動門控制系統(tǒng)
案例分析--音樂噴泉自動控制系統(tǒng)
情境導(dǎo)入：給不同濕度喜好的植物定濕度澆水
閉環(huán)控制系統(tǒng):系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端，并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng).
閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖
案例分析：
1.如圖所示是一款紅外線感應(yīng)自動開閉的智能垃圾桶，采用電池供電， 當(dāng)手靠近桶蓋時，手伸至一定距離， 垃圾桶上方的紅外傳感器將檢測到的信號輸入控制電路模塊，控制電路模塊控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動桶蓋自動打開。手遠(yuǎn)離桶蓋后，延時5-6秒桶蓋自動關(guān)閉。它的主要特點(diǎn)是：桶蓋能自動打開和關(guān)閉，無需手動或腳踩，就能輕松丟垃圾。
試分析：(1)針對其主要特點(diǎn)，它要解決的主要問題是：采用控制系統(tǒng)中的 ① (手動/自動)控制手段，控制方式為 ② (開環(huán)/閉環(huán))，實(shí)現(xiàn)垃圾桶蓋能自動打開和關(guān)閉。
它解決問題的技術(shù)方法是：該智能垃圾桶的控制系統(tǒng)中， 紅外傳感器檢測到人體熱源信號，作為輸入量傳輸給控制電路模塊，控制電路模塊是該控制系統(tǒng)的 ① 控制 器， ②電機(jī) 為執(zhí)行器， ③ 桶蓋 為被控對象。
2.如圖所示的空氣壓縮機(jī)， 當(dāng)儲氣罐內(nèi)的壓縮空氣排放到一定程度時，壓力開關(guān)自動接通電源，電機(jī)帶動氣泵運(yùn)轉(zhuǎn)， 向儲氣罐補(bǔ)充壓縮空氣，使儲氣罐內(nèi)的氣壓保持在設(shè)定范圍內(nèi)，下列關(guān)于該壓縮機(jī)的氣壓控制系統(tǒng)分析中，正確的是（ D ）
A. 控制方式屬于開環(huán)控制（閉環(huán)控制）
B. 輸入量是電能（設(shè)定氣壓）
C. 控制量是氣泵輸出的空氣流量（電機(jī)轉(zhuǎn)速）
D. 輸出量是儲氣罐內(nèi)的壓縮空氣
情境導(dǎo)入：
干擾因素:除了輸入量以外，引起被控量變化的各種因素
反饋：將輸出量通過檢測裝置返回到輸入端，并與輸入量進(jìn)行比較的過程。
案例分析：在馬桶水箱水位控制系統(tǒng)中，下列情況中不屬于該水位控制系統(tǒng)的干擾因素是( A )
A. 將原定水位調(diào)高 B. 使用水箱中的水
C. 向水中丟雜物 D. 從水箱中舀出少量水
反饋方法、黑箱方法

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