資源簡介

控制系統的設計與實施
定安中學 莫雪
教材分析
本節分別通過開環控制系統和簡單的閉環控制系統的設計案例，使學生了解控制系統設計的一般思路和步驟，通過簡單的控制裝置設計，強化學生對設計的多方案理解。本節的學習目標分別是從理論和實踐兩個層面上提出的，要求學生初步掌握控制設計的一般思路，并能初步形成控制系統設計的方案；要求學生對簡單的控制系統制作控制裝置，對閉環控制系統的方案進行模擬實施，在調試運行裝置后提出改進方案。
學習目標
1、了解簡單的被控對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成控制系統設計的方案。
2、能根據開環控制系統的設計方案，制作一個控制裝置；根據閉環控制系統的方案進行模擬實施，學會調試運行，并提出改進方案。
教學重點與難點
重點：設計一個控制系統應明確的問題，對控制系統的基本要求，控制系統設計的思想方法。對控制系統進行調試，寫出控制方框圖。
難點：設計一個控制系統應明確的問題的分析，控制系統設計思想方法。對控制系統進行調試，寫出控制方框圖。
課時安排：3節。本節課為最后1課時
材料準備：線路板的組成：由電阻三個，其中一個為可變電阻，兩個三極管，三個接口。電池一對，一個光敏傳感器，一個熱敏傳感器，一個蜂鳴器等。
教學過程
1 復習回顧上節課的內容
大家想想：控制系統設計的一般思路？
開環控制系統的設計
日常生活中的照明電路的控制是如何實現的？
開環控制系統方框圖如下：
照明電路的控制
閉環控制系統的控制設計
熱水器的保溫控制系統
閉環控制系統方框圖
2 利用所學的知識，設計了幾套實現控制的裝置，根據設計方案實現控制
3 設計要求：方案A
路燈的自動控制，光線強時不亮，光線弱時燈自動亮。選擇恰當的控制實施方案來控制。選擇成本較低、容易獲取的元件、設備和材料來實施。
設計分析：
白天光線較強，路燈不亮，但當光線不足時，路燈會自動亮，用光敏感應器來實現。我們用蜂鳴器替代燈泡，其控制的方框圖為：
設計準備：電池、蜂鳴器、電路板、光敏感應器、小燈泡、導線
日常生活中的路燈就是這樣來實施的。
方案B
保溫控制的設計與實施
日常生活中熱水器是如何實現保溫控制的？我們通過下面的控制電路模擬實現溫度控制。當給定的溫度沒達到時指示燈亮，達到了給定溫度時燈不亮。通過熱敏感應器來實現這一控制，同時要注意通過可變電阻來調整給定量。其控制電路圖如下：
方框圖如下：
各小組可根據提供的方案實施，也可自己設計方案。
要求：小組討論，確定方案，寫設計思路，畫框圖。
4 展示實施方案，說說控制實施的原理。
小結
利用光敏開關進行控制走道中的燈控制框圖如下：
是開環控制，可應用在樓梯口的路燈，光線不夠強時燈自動亮。
利用熱敏感應器來作為檢測裝置進行控制蜂鳴器的控制，其控制的方框圖如下：
熱敏器可用在保溫控制上。電飯煲的保溫控制就是根據這個原理來實現的。
5 教學反思
學生根據提供的元件材料，基本上能實現控制系統設計的方案，并畫出控制的方框圖。通過方案的實施，可以激發學生對方案的設計與實施有濃厚的興趣。

展開更多......

收起↑