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控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
教 材： （鳳凰國(guó)標(biāo)教材） 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 通用技術(shù)（必修 2）
文檔內(nèi)容：控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
章 節(jié)：第四單元 控制與設(shè)計(jì) 第 4 節(jié) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
課 時(shí)：共 1 課時(shí)
教材核心：相關(guān)學(xué)科素養(yǎng)的問題，主要用到工程思維，創(chuàng)新設(shè)計(jì)，物化能力。 主要將意念，控制，設(shè)計(jì)，控制設(shè)計(jì)的方案能過案例轉(zhuǎn)化為有形物品或?qū)ξ锲?br/>改進(jìn)與設(shè)計(jì)實(shí)施的能力，啟發(fā)具有很強(qiáng)的控制系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與實(shí)施能力。
一、教學(xué)目標(biāo)
1. 了解簡(jiǎn)單的被控對(duì)象的基本特性。
2. 能確定被控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)的方框圖。
3. 形成初步的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案。
4. 能根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，制作一個(gè)控制裝置；學(xué)會(huì)調(diào)試運(yùn)行，提出
改進(jìn)方案。
二、教學(xué)重點(diǎn)
設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)應(yīng)明確的問題；分析對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求；
三、教學(xué)難點(diǎn)
設(shè)計(jì)一個(gè)“自感式智能人手消毒裝置”應(yīng)明確的問題的分析；
設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的思想方法。
四、教學(xué)方法
講授法、案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。
五、教學(xué)準(zhǔn)備
PPT、實(shí)物教具（電吹風(fēng)、數(shù)顯溫度計(jì)、人手消毒控制裝置）
六、教學(xué)過程
（一）、溫故知新
① 為什么需要控制：
② 控制系統(tǒng)的選擇和確定：
③ 檢測(cè)與反饋：
（二）、新課教授
如何去設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)？怎樣才能使事物發(fā)展的結(jié)果朝著人們期望的方向進(jìn)
行發(fā)展呢？這就需要我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)。
課本里是如何描述一個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程的
課本里將一個(gè)控制系統(tǒng)拆分為 8 個(gè)部分，分別為：明確控制目的；分析被控對(duì) 象的主要特性；確定被控量、控制量；控制系統(tǒng)方案的選擇；分析主要的干擾 因素；控制系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行和評(píng)價(jià)；系統(tǒng)的成本分析；實(shí)施控制系統(tǒng)所需的設(shè)備、
元件。
我們?nèi)绾未_定與選擇？
. 選擇開環(huán)控制還是閉環(huán)控制；
. 被控對(duì)象特性的確定 ；
. 干擾因素的確定；
. 被控量與控制量的確定；
. 執(zhí)行器、檢測(cè)器的選擇;
實(shí)施案例：
自感式智能人手部消毒裝置
（1），在“手部消毒裝置” 中被控對(duì)象是什么？消毒機(jī)/電機(jī)。
（2），這個(gè)系統(tǒng)的控制目的是什么？自動(dòng)消毒。
（3），那么被控量是什么？舵機(jī)
（4），控制量決定了被控量的輸出，在這個(gè)系統(tǒng)里什么是控制量？
（5），舵機(jī)的開與關(guān)
（6），這個(gè)系統(tǒng)采用了什么類型的控制系統(tǒng)？閉環(huán)控制系統(tǒng)。
（7），這個(gè)系統(tǒng)怎樣實(shí)現(xiàn)的反饋？消毒機(jī)、避障器
這是“自感式智能人手部消毒裝置”控制系統(tǒng)的方框圖
方框圖
(
檢測(cè)裝
置
) (
電機(jī)
) (
舵機(jī)
) (
單片
機(jī)
) (
舵機(jī)的開
關(guān)
) (
電流
) (
消毒機(jī)、避障器
)
比
給定量
人
較
控制量
(
被控對(duì)
) (
被控量
)控制器 執(zhí)行器
象
視頻演示：
控制裝置”結(jié)構(gòu)和功能
“手部
案例拓展
控制事例 控制目的 特性分析 控制方式
電風(fēng)扇
電吹風(fēng)
抽水馬桶
消毒裝置
八，練習(xí)講解：
1，如圖所示為高速公路汽車速度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)， 測(cè)速雷達(dá)測(cè)量車速， 經(jīng)控制器判
(
息記錄
測(cè)系統(tǒng)
)斷后，控制攝像頭將超速車輛的圖像信
下來，作為違章處罰的證據(jù)，該速度監(jiān)
中的被控對(duì)象是：（C）
A、汽車
B、測(cè)速雷達(dá)
C、攝像頭
D、速度顯示器
2，汽車安全氣囊控制系統(tǒng)的工作過程是：傳感器檢測(cè)到汽車碰撞信號(hào)，經(jīng)診斷
模塊判定和處理后，觸發(fā)氣體發(fā)生器給氣囊充氣。該控制系統(tǒng)的被控量是： (A)
A ．充氣 B ．氣囊 C ．診斷模塊 D ．氣體發(fā)生器
3,如圖所示為自動(dòng)火炮控制系統(tǒng)示意圖。當(dāng)雷達(dá)檢測(cè)到飛機(jī)后發(fā)出信號(hào)給跟蹤系
統(tǒng)，跟蹤系統(tǒng)操縱火炮，調(diào)整火炮角度，該系統(tǒng)中輸入量是：（D）
A ．火炮 B ．跟蹤系統(tǒng) C ．雷達(dá) D ．飛機(jī)
九，課后思考
壽縣古城排水系統(tǒng)（月壩）
圖
圖一 水位外高內(nèi)低
圖二 水位內(nèi)高外低
問題一，根據(jù)以上兩幅圖片，請(qǐng)你畫出壽縣古城排水控制系統(tǒng)的方框圖
問題二，自動(dòng)控制技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用， 一方面減輕了人的勞動(dòng)強(qiáng)度， 解
放了勞動(dòng)生產(chǎn)力， 另一方面也可能造成失業(yè)人數(shù)增加。對(duì)此， 你有
什么看法？

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