資源簡介

二、開環(huán)控制系統(tǒng)
任務(wù)二分析開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程
一、教學(xué)目標
1.通過技術(shù)體驗活動，理解控制系統(tǒng)的含的工作過程含義，熟悉簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程，理解其中控制器、執(zhí)行器等的作用，辨析開環(huán)控制系統(tǒng)的特征。
2.會用方框圖表達簡單開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程。
二、教學(xué)重點、難點
會用方框圖表達簡單開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程。
三、教學(xué)方法
講授法，演示法，任務(wù)引導(dǎo)法
四、教學(xué)過程
1、情境導(dǎo)入
2、新課學(xué)習(xí)
技術(shù)體驗.
搭建定時澆水控制系統(tǒng)模型
體驗?zāi)康?通過搭建定時澆水控制系統(tǒng)，體會開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程。
情境展示:家中陽臺上種植的植物，有的喜歡潮濕，有的喜歡干燥。對于如蘆薈這類喜歡干燥的植物，若采用花盆下方接水盤長時間泡水的方式，易導(dǎo)致蘆薈爛根。因此，當家人外出時，就需要根據(jù)植物的需水性定時給植物澆水。
問題分析:在搭建陽臺植物定時澆水控制系統(tǒng)時，澆灌6盆植物與澆灌10 盆植物，其回流管的流量是否一樣?
活動準備:
材料:電子定時器、電源、水泵、進水管、出水管、回流管、水桶、滴筒等。
主要過程:
1.按照示意圖4- 19連接好各部件。
2.通電，檢查各滴筒是否正常滴水。
3.調(diào)節(jié)出水量:調(diào)節(jié)好每個滴筒的清水量。
4.設(shè)置電子定時器參數(shù):澆水時長和周期。
思考:若要遠程控制該澆水系統(tǒng)，應(yīng)該怎樣調(diào)整控制系統(tǒng)?
控制系統(tǒng)的方框圖
將時間設(shè)定到定時澆水控制系統(tǒng)的定時器中，到了設(shè)定時間就自動接通潛水泵，開始往水管里抽水，通過調(diào)節(jié)定時器通電時長，控制滴到植物土壤中的水量。這一控制系統(tǒng)的工作過程可用圖4- 20來描述。
328676016827524638001670051878965179070-26035187960設(shè)定的澆水時間 定時器 水泵 出水管 出水量
輸入量 輸出量
其中，定時器設(shè)定的時間是輸入量，水管的出水最是輸出量。
在控制系統(tǒng)中，為了方便分析，常采用方框來表示系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，用單向信號線來表示系統(tǒng)信號傳遞的方向，這種圖稱為控制系統(tǒng)的方框圖，它表示了系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的位置、功能和相互之間的關(guān)系。
開環(huán)控制系統(tǒng)控制 系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)在日常生活中的用途很廣，如水位定時控制系統(tǒng)、十字路口的紅綠燈定時控制系統(tǒng)、樓宇的防盜報警控制系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)、公園的音樂噴泉自動控制系統(tǒng)等。
對于開環(huán)控制系統(tǒng)，可用如圖4-21所示的方框圖來描述。
控制量
171513583185輸入量→控制器→執(zhí)行器 被控對象→輸出量
上圖中，輸入量即控制系統(tǒng)的給定量，如設(shè)定時間;輸出最(被控量)即控制系
統(tǒng)所要控制的量，也是控制系統(tǒng)的輸出信號，如澆灌的水量:被控對象即控制系統(tǒng)中所要求控制的裝置或生產(chǎn)過程;執(zhí)行器即直接對被控對象進行控制的裝置或元件，如閥門;控制器即對輸人信號進行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件，如控制電路;控制量即執(zhí)行器的輸出信號，如流過水管的水量。
馬上行動
1.用方框圖說明下F列開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程，并注明方框中的各個環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容以及輸入量、輸出量和控制量。
(1)音樂噴泉的控制;
(2)公共汽車車門的開關(guān)控制，如圖4-22所示。
2列舉你所了解的開環(huán)控制系統(tǒng)的例子，說明其控制工作過程，并畫出方框圖。
案例分析
希羅自動門
公元1世紀，希臘人希羅建造的自動打開廟門的裝置是最早利用氣壓和重力為動力的自動門。如圖4 -23所示，祭壇點火使1中的空氣膨脹，水流人2，利用水的重力使軸3轉(zhuǎn)動，將門打開。當祭壇的火熄滅時，廟門在重錘的作用下就會自
動關(guān)閉。
思考:請根據(jù)希羅自動門的開、關(guān)工作過程，將對應(yīng)方框圖中的內(nèi)容以及輸入信號、輸出信號填寫完整。
二自動門的控制系統(tǒng)
為了方便人們的出人，一些醫(yī)院、賓館和銀行都安裝了自動門。當有人走近大門時，大門就會自動打開，如圖4-24 所示。當人走近自動門時，門上方的紅外線裝置檢測到人體熱輻射發(fā)出的紅外線信息，控制電路接收到該信號后，便會發(fā)出相應(yīng)的指令，啟動電機運轉(zhuǎn)，從而帶動門自動開啟(或者控制氣動裝置，使門向兩邊打開)。當門開啟之后，控制電路將作出判斷，如果沒有人在檢測范圍內(nèi)，就通知電機做反向運轉(zhuǎn)，使門關(guān)閉。可見，自動門的開啟或關(guān)閉只與紅外線裝置是否檢測到人體發(fā)出的信號相對應(yīng)。
思考:如果把紅外線裝置是否檢測到人體熱量射發(fā)出的信號看作輸入量，門的開啟或關(guān)閉看作輸出量，請根據(jù)自動門的開、關(guān)工作過程，將對應(yīng)方框圖中的內(nèi)容以及輸人信號、輸出信號填寫完整。
學(xué)習(xí)反思
在開環(huán)控制系統(tǒng)中，如何理解檢測裝置輸出的信號的作用?
3、課堂小結(jié)
會用方框圖表達簡單開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程。
五、教學(xué)反思

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