資源簡介

(共25張PPT)
義務教育信息科技（2024）六年級　　　　　　　　　　
第1課時
第三單元　有了反饋更優化
六年級上冊
第12課 閉環控制助穩定
1
2
能結合控制系統實例描述閉環控制的特點。
了解閉環控制系統的應用。
學習目標
3
了解反饋對控制系統的優化作用。
第12課 課堂導入
問題情境
上節課，我們已經設計了一個具有反饋的微波爐，并畫出了它的工作過程示意圖。
像！那么與開環控制對應，這個微波爐是不是屬于閉環控制呢？
帶反饋的那一段過程，像不像一個環形
思考
沒有反饋的工作過程屬于開環控制，
那么有反饋的屬于什么控制呢？
一 分析閉環控制的過程
三 了解閉環控制系統的主要特點及應用
二 描述空調控制室內溫度的過程
學習活動
第12課 學習活動
如果微波爐具備反饋，它的數據流會形成一個閉環，這時的微波爐是一個“閉環控制系統”。
一、分析閉環控制的過程
第12課 學習活動
輸入
輸出
計算
參考溫度
（閾值）
微波爐加熱
檢測到的溫度與設定的溫度比較；根據結果生成指令
檢測
反饋
檢測到的溫度
觀看視頻，了解“閉環控制系統”的工作過程。
第12課 學習活動
一、分析閉環控制的過程
1．設置初始溫度T0（加熱后達到的溫度），如 T0=45℃。
2．檢測食物溫度，得到溫度T。
3．把T與45℃進行比較。
一起來分析微波爐的閉環控制過程。
第12課 學習活動
一、分析閉環控制的過程
如果 T小于45℃，說明食物還沒有加熱好，輸入端獲得反饋數據，產生新的輸入數據，繼續加熱。
如果T不小于45℃，輸出加熱結束的信號，微波爐停止工作。
一起來分析微波爐的閉環控制過程。
第12課 學習活動
一、分析閉環控制的過程
第12課 學習活動
根據剛才了解的微波爐閉環控制過程，試著填寫這個流程圖。
一、分析閉環控制的過程
第12課 學習活動
來看一看，你填對了嗎？
一、分析閉環控制的過程
1．輸出端和輸入端之間存在反饋通路。
2．系統的輸出結果對控制過程有影響。
3．輸入和輸出之間組成一個環形回路。
第12課 學習活動
一、分析閉環控制的過程
二、描述空調控制室內溫度的過程
第12課 學習活動
我們設計了一個閉環控制的微波爐，可是目前市場上還買不到這種微波爐。那么，我們見過的電氣設備，哪一個屬于閉環控制呢？
空調調節室溫就屬于閉環控制。
空調的溫度調節過程屬于自動控制。其實這個過程就屬于閉環控制。例如夏天，讓空調把屋里溫度控制在26℃，它的示意圖如下。
第12課 學習活動
輸入
輸出
計算
制冷26℃
（閾值）
空調制冷
檢測到的溫度值與設定的溫度（閾值）比較,根據結果生成指令
檢測
反饋
檢測到的溫度
當前溫度
二、描述空調控制室內溫度的過程
如果 。
如果 ，空調停止降溫（升溫 ）。
1．設置一個參考溫度（閾值）T0 = 。
2．檢測室內溫度值，得到溫度T。
3．比較T與T0的 。
空調控制溫度調節的過程如下（填空）。
大家來填一填。提示一下，夏天室內溫度可以控制在 26℃ 。
第12課 學習活動
二、描述空調控制室內溫度的過程
空調的溫度檢測器隨時檢測室內溫度，并與設置的溫度作比較，如果兩個數值之間存在差值，空調就會通過自動控制進行調節，產生新的反饋，使室內溫度保持 26 ℃的相對穩定狀態。
第12課 學習活動
大家來填一填。
二、描述空調控制室內溫度的過程
以小組為單位，上網查閱資料，了解閉環控制系統主要有哪些特點。
第12課 學習活動
1．閉環控制，對輸出進行檢測嗎？
2．檢測得到的數據傳回到工作過程中的哪個環節？
4．新的輸出是不是越來越接近預期（目標結果）？
3．是不是產生新的輸出？
自我調節能力比較好
抗干擾能力強
最終的輸出更接近人們的預期目標
三、了解閉環控制系統的主要特點及應用
第12課 學習活動
1． 閉環控制，是不是增加了反饋通路？
2．反饋通路是不是需要設備？
4．可能會反復檢測、不斷反饋，是不是會影響控制系統的反應速度？
3．閉環控制，是不是增加了“比較”運算？是不是需要設備？
結構相對比較復雜
成本相對較高
反應速度相對較慢
三、了解閉環控制系統的主要特點及應用
以小組為單位，上網查閱資料，了解閉環控制的系統主要有哪些特點。
第12課 學習活動
以小組為單位，上網查閱資料，了解閉環控制在我們生活中主要有哪些應用。
恒溫、恒濕環境的控制
三、了解閉環控制系統的主要特點及應用
恒定水位的控制
1．控制系統中如果存在反饋，它就屬于閉環控制。
2．閉環控制系統能對輸出的結果進行自動檢測，然后通過反饋通路回到輸入端形成新的輸入，再產生新的輸出，促進系統的優化。
3．閉環控制系統具備自動調節能力，具有較強的穩定性。
4．閉環控制系統一般在需要保持恒定狀態的環境中有著廣泛的應用。例如，冰箱可以提供恒溫的儲藏環境、空調可提供恒定的室內溫度、溫室大棚能提供恒定溫度的種植環境等。
第12課 課堂總結
學校一般會配備自動加熱的飲水機，保證大家能喝到溫開水。以小組為單位，圍繞以下問題開展探究活動。
第12課 拓展與提升
探究的問題 我們的回答
適宜直接飲用的水溫是多少
從學校飲水機接的水，水溫是多少
影響加熱效果的因素有哪些
控制系統工作過程中，如果有干擾因素出現，最后可能就無法獲得預定的輸出結果。因此，就要設計有效的控制，對它進行優化，使系統達到最符合人們需求的狀態。其中，反饋就是一種有效的控制。
飲水機通過什么檢測裝置，獲得什么反饋？
溫度傳感器：檢測輸出的水溫
第12課 拓展與提升
在虛擬仿真工具中運行自動加熱飲水機，觀察它的工作過程，然后閱讀程序，了解閉環控制的過程。
我接的水不燙，能直接喝。
說明飲水機既要把水燒開，又要迅速降溫。
輸入
輸出
計算
參考溫度
（閾值）
加熱或降溫
檢測到的溫度與設定的溫度（閾值）比較，根據結果生成指令
檢測
反饋
檢測到的溫度
第12課 拓展與提升
下課啦！

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