資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 通用技術 年級 高二 學期 春季
課題 控制系統的設計和實施
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。
教學內容
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。 教學難點 調試運行，提出改進方案。
教學過程
走進情境：我們知道陳晨為了避免下雨天雨水浪費，設計了雨水收集池系統，但是隨著雨水增多，雨水收集池的水位不斷升高并溢出，形成浪費，故陳晨想要設計水位報警系統和自動抽水系統，當水位升至溢水口時,聲音報警裝置啟動，同時水泵開始向位于高處的蓄水箱抽水。當雨水收集池的水位降到水池高度的1/4時,應停止抽水制作模型的一般步驟 2.學生用過自學教材終結歸納系統設計的要素 1、系統要達到的目標是什么？ 2、控制的對象是什么？ 3、被控對象的特性是什么？ 4、被控量和控制量分別是什么？ 外界的主要干擾因素有哪些？ 怎樣的方案既達到目的、又經濟、易于實現？ 那么針對上面提出的這些問題具體該如何解決呢？ 1、開、閉環的確定 選擇開環控制還是閉環控制，可根據對控制精度的要求以及條件的可行性而定； 控制器的確定 通過了解被控對象的輸入與輸出之間的關系來分析被控對象的基本特性，從而確定控制器以及控制器的運算方式； 3、被控量與控制量的確定這是確定控制方案的關鍵，對于簡單控制系統，需要控制的量往往被確定為被控量，而控制量應選擇可控的、對抑制干擾因素和保持系統穩定有明顯作用的量； 4、干擾因素的確定一個控制系統中可能存在若干個干擾因素，需要分析主次，找出對系統影響最大的干擾因素； 5、執行器、檢測器的選擇：這兩者的確定有以下兩個依據，一是要被控量和控制量的需求，二是要控制的條件。 3.任務一、開環控制系統設計，開環控制系統的設計相對比較簡單，在明確設計要求，明確被控對象、被控量和控制量后，即可考慮具體控制系統的設計方案。 例：以普通電風扇風速控制系統的設計為例 被控對象——電風扇 被控量——電風扇輸出的風速 控制量——電機的轉速 4.技術體驗，高二（3）班負責學校國旗的升旗儀式，他們決定利用所學知識設計一套自動升旗控制裝置的模型。 同學們需要解決的問題是： 1、 在播放《義勇軍進行曲》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該控制。 3、選用成本低、易于獲取的元件、設備和材料制作模型。 我們對該系統進行設計分析 請大家根據設計要求完成任務學習單上的任務，并且一位同學回答 被控對象—— 國旗 被控量—— 上升的速度 控制量—— 電機的轉速 5.視頻展示 6.控制系統設計需要注意以下幾點
1、控制系統的設計需要先確定被控量和控制量；
2、根據輸入、輸出關系判斷開環、閉環；
3、明確影響設計的主要因素；
4、確定控制系統的方案并制作出原因和模型

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