資源簡介

控制系統的設計
海南中學 韓華
一、教學目標
（1）了解簡單的被控制對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制設計的方案。
（2）能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，學會調試運行，提出改進方案。
二、教學重難點
能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，學會調試運行，提出改進方案。
三、教學資源準備
多媒體課件、電飯鍋恒溫器一個、干簧管一只（常開）、發光二極管一只、導線若干條、微型開關二個（常開、常閉）
四、新課教學
1、引入：
[復習舊課，導入新課]教師講述，與學生一起回顧開環控制和閉環控制的相關知識，為下面的新知識講授打下伏筆。
2、講授新課
活動一：衣柜自控燈的設計（直接引入題目，便于學生積極思考。）
要求：開門燈即亮，關門就會自動熄滅
㈠被控對象的基本特性
干擾: 電壓的波動
影響: 電流波動、燈光閃爍
例：自控燈的設計
被控對象——燈泡
被控量——燈泡亮/滅
通過改變什么來實現燈的亮/滅
控制量——開關通與不通
控制方案——開環控制系統
元器件——開關、電源、燈泡……
自控燈的控制工作過程：
安裝在衣柜上的，開門燈即亮，關門就會自動熄滅
方案構思：
選擇開環控制系統實現自控燈的控制要求。
確定了確定控制系統的設計方案后，畫出必要的電器線路圖，選擇適當型號的元件和配件，進行組裝、調試。
㈡方案的呈現
學生根據給定的材料，呈現小組方案
㈢展示與點評
展示部分小組作品并調試
㈣拓展與延伸
這一設計除了用在衣櫥上，還可以用在哪里？
門窗、櫥柜、抽屜、保險柜……
如果把被控對象換成電鈴，那么它又可做成什么？
防盜報警控制系統
如果把執行器開關換成聲控開關的話，它又可做成什么？
聲控燈
如果把執行器開關換成光控開關的話，它又可做成什么？
光控燈
……
活動二：體驗簡單的閉環控制系統 電飯鍋溫度控制
小結：控制系統設計的一般思路
系統要達到的目標？
控制的對象？
被控對象的特性？
被控量和控制量？
外界的主要干擾因素？
怎樣的方案既達到目的、又經濟、易于實現？
設備和元件？
教學反思：
在本節課的教學中，以自控燈這一案例為主線，讓學生在針對實際問題進行控制設計的實踐中去領會控制系統設計的一般方法，活動過程中，學生以小組為單位在進行設計分析時，親身經歷對多方案進行比較、權衡、選擇的過程以及一個控制系統的制作、安裝、調試、改進的全過程。在這樣一個過程中，學生才可能對教學目標有一個全面理解和認識。
活動中，學生遇到一些問題，比如：在我所給的材料中，對有些材料（如開關、雙金屬片等）比較陌生；學生在比較權衡完畢后，還會對原來的方案進行進一步的改進；學生在對控制系統電路連接調試中燈泡不亮等等
在整節課中，課堂氛圍好，學生興趣高，能按時完成任務，但仍有不足之處，如果要在本課基礎上增加一制作環節，提前給學生兩三張硬紙片，讓學生將他們腦中的設計方案以模型的方式表現出來，我想會更好些

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