資源簡介

高考復習樣板教案——控制與設計
陸小李 2009年8月
教學目的
（一）知識與技能
1、能結合事例理解控制的含義，了解常見的控制手段及應用；
2、熟悉簡單的開環、閉環控制系統的基本組成和簡單的工作過程；能畫出開環、閉環控制系統的方框圖；
3、通過案例分析，理解控制器、執行器及閉環控制系統中比較器、反饋裝置的作用，了解簡單被控對象的基本特性，能確定被控量、控制量，并初步形成控制系統的設計方案；
4、能找出影響簡單閉環控制系統運行的干擾因素；了解反饋方法、功能模擬法、黑箱法在控制中的應用。
（二）過程與方法
1、通過考點知識梳理及高考分析明確本單元的考點知識及高考要求，學會復習知識的方法；
2、通過典型考題分析熟悉解本單元的高考題型，掌握各題型的解法，明確應注意的問題。
（三）情感態度與價值觀
通過有關本單元的考題教師講解與學生練習消除學生對控制與設計高考的神秘感和恐懼心理，增強高考信心。
教學重點與難點
重點：開環、閉環控制系統的基本組成和簡單的工作過程；反饋。
難點：控制系統設計的一般思路分析；控制系統的設計。
教學過程
考點知識梳理及高考分析
主題 考點知識 要求 具體內容回顧
控制的手段與應用 控制的含義 I 什么是控制？理解一個控制現象需明確什么？
控制的手段 I 常見的控制手段有哪幾類？
控制的應用 I 控制應用于哪些方面？試舉出幾例。
控制系統的工作過程與方式， 開環、閉環控制系統的基本組成及工作過程 II 被控對象是什么？控制的目的是什么？（輸出量）如何控制的？（控制器、執行器、反饋裝置的作用）
控制系統方框圖 II
閉環控制的干擾與反饋 干擾因素、反饋 I 什么是干擾因素？什么是反饋？試舉例說明。
功能模擬法黑箱法 I 什么是功能模擬法？黑箱法？它們在控制中有哪些應用？
控制系統方案的設計與實施 控制系統設計方案 II 設計一個控制系統，根據什么來選擇開環或閉環？被控對象是通過什么來分析它的基本特性的？如何確定被控量、控制量？控制系統設計步驟怎樣？
高考要求I、II的含義：I.對所列知識點要知道其內容及含義，并能在有關問題中識別；
II.對所列知識點要理解其確切含義及其中的技術思想方法，能夠進行述和解釋，并在解決實際問題中運用。
典例分析與反饋練習
1、理解一個控制現象需要明確控制的對象、要達到的目的、采用的手段，考試中常問：被控對象是什么？
例1、（2008年10月浙江高考題19．）如圖所示為自動火炮控制系統示意圖。當雷達檢測到飛機后發出信號給跟蹤系統，跟蹤系統操縱火炮，調整火炮角度，該系統中被控對象是 ( http: / / www. / uploads / 10 / 1224685957aL3oBFHN.jpg" \o "點擊查看原圖" \t "_blank )
A．火炮 B．跟蹤系統 C．雷達 D．飛機
反饋練習：
（1）根據消防要求，創庫需要安裝火災自動報警系統。如有火災發生，感應探測器檢測到發生火災時室內濃烈的煙霧，則報警燈閃爍，警齡響起，從而報警。該系統中被控對象是
A.創庫 B.報警器 C.警齡 D.報警燈和警齡 （ ）
（2）公共汽車車的門開關由司機操作，司機操作開關裝置，電流控制“電磁閥”的啟閉，電磁閥決定壓縮空氣的流向，最后又壓縮空氣推動活塞開門或關門。控制公共汽車車門的開關控制屬于
A.機械控制 B.電子控制 C.液壓控制 D.氣壓控制 （ ）
（3）如圖所示為高速公路汽車速度監測系統，
測速雷達測量車速，經控制器判斷后，控制攝像頭
將超速車輛的圖像信息記錄下來，作為違章處罰的
證據。該速度監測系統中的被控對象是（ ）
A、汽車
B、測速雷達
C、攝像頭
D、速度顯示器
2、能區分開環控制與閉環控制；能在具體控制事例中確定控制器、執行器、反饋裝置、被控量、控制量；會補填完整控制系統方框圖。
例2、（2009年3月浙江高考題20．）小明發現學校路燈有時由于沒有及時關閉而浪費用電，為此他設計了一個控制方案，能夠在天亮時關閉，天暗后打開。該控制系統應該屬于
A、自動控制的閉環控制系統 B、自動控制的開環控制系統
C、手動控制的閉環控制系統 D、手動控制的開環控制系統
反饋練習：
（1）下列四個控制系統中，屬于閉環控制系統的是（ ）
A.普通家用電吹風扇葉轉速的控制系統 B. 自動烘手機的開關控制系統
C.家用空調溫度調節系統 D.商店自動門開閉控制系統
（2）比較閉環控制系統和開環控制系統，下列說法錯誤的是（ ）
A.開環控制系統的控制精度相對較低 B.開環控制系統無反饋環節
C.閉環控制系統的抗干擾能力強 D.閉環、開環系統都有檢測裝置
（3）如圖所示是加熱爐的溫度自動控制系統示意圖，下列分析不正確的是（ ）
A. 給定量是設定的溫度
B.執行器是熱電偶
C. 被控對象是加熱爐
D.被控量是加熱爐內的實際溫度
（4）聲控燈控制系統中，傳感器接收聲音信號，經控制電路處理后驅動開關接通或關閉燈泡。該系統的控制對象是燈泡，控制量是（ ）
A、燈泡的發光 B、聲音的大小 C、電源電壓的高和低 D、開關的通與斷
例3、（2009年3月浙江高考題19．）下列關于干擾因素對控制系統的作用，說法正確的是 （ ）
A、干擾因素僅作用在被控量上
B、干擾因素不會作用于開環控制系統
C、閉環控制系統中干擾因素的作用都會反映在輸出量的變化上
D、干擾因素都是可以利用的
反饋練習：
（1）城市廣場上的大電視機極大地豐富了市民的生活，下列四個因素中不會干擾電視機的正常工作是（ ）
A.停電 B.高溫 C. 暴雨 D.屏幕大小
(2)如圖所示的減速器是常用的機械部件。工程師為了判斷其內部故障，通常轉動輸入軸，根據發出的聲音來判斷故障。該診斷方法屬于
A、黑箱方法 B、功能模擬法
C、干擾法 D、虛擬試驗法
例4、（2008年10月浙江高考題25．）如圖所示為簡化的飛機飛行狀態控制系統。陀螺儀檢測飛機的飛行狀態后，將信號送給自動駕駛儀，自動駕駛儀將飛行狀態與給定狀態進行比較，根據偏差值控制舵機運轉，舵機操縱飛機尾翼，調整飛行狀態。 ( http: / / www. / uploads / 10 / 1224686785uNSw5PBJ.jpg" \o "點擊查看原圖" \t "_blank )
（1）請根據上面的示意圖，補充完整飛機飛行狀態控制系統方框圖。
（在“▲”處填寫相應的內容） ( http: / / www. / uploads / 10 / 1224686843eP10dzCL.jpg" \o "點擊查看原圖" \t "_blank )



（2）陀螺儀將檢測到的飛行狀態信號傳送到自動駕駛儀與給定狀態進行比較的過程稱為
▲ 。
（3）在飛機飛行過程中，遇到氣流時，飛行狀態會發生變化，這種給定狀態以外引起飛行狀態變化的因素稱為 ▲ 。
反饋練習：（2009年3月浙江高考題25．）傳統列車的動力裝置集中安裝在機車上，在機車后面掛著許多沒有動力裝置的客車車廂。我國新開發的動車組把動力裝置分散安裝在客車車廂上，使其既具有牽引動力，又可以載客，提高了列車的運行速度。如圖所示為經過簡化的動車牽引傳動控制系統示意圖。駕駛員向自動駕駛裝置發出駕駛指令（設定速度），自動駕駛裝置發出信號控制牽引傳動裝置運轉，牽引傳動裝置驅動車輪轉動，從而使動車運行，速度傳感器檢測動車的實際運行速度，并將測得的速度信號發送給自動駕駛裝置與設定的速度進行比較，根據比較偏差值調整動車運行速度。
(1)根據上面的示意圖及其描述，在控制系統方框圖中“ ▲ ”處填寫與動車牽引傳動控制系統相對應的內容。
(2)速度傳感器將檢測到的動車行駛速度信號傳送給自動駕駛裝置與駕駛指令進行比較的過程稱為 ⑥▲
課堂小結：控制與設計的高考重點知識是明確控制對象、目的、手段，理解開環、閉環控制系統的基本組成及工作過程，理解閉環控制系統的干擾與反饋的作用，了解功能模擬法、黑箱法在控制中的作用。估計2010年高考重點題型——選擇題是對具體控制事例確定被控對象、控制器、執行器，找出干擾因素等；客觀題是閱讀理解具體控制事例的開環、閉環控制系統的工作過程，補填控制系統方框圖中的有關事項。
課外作業：《非常1+1》P106頁章節練習
教學反思：

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