資源簡介

開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程
教 學(xué) 設(shè) 計
石嘴山市光明中學(xué) 朱宏
【課題】：控制系統(tǒng)的工作過程與方式（開環(huán)控制）
【教學(xué)目標(biāo)】：
1、知識與技能
了解控制系統(tǒng)的含義及特征；能說出簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的組成部分和其工作過程；能畫出一個簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖。
2、過程與方法
通過分析典型的案例，理解開環(huán)控制系統(tǒng)的特征和工作過程，并能用方框圖進行描述；通過活動猴的制作，親自動手實施控制，實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合。
3、情感態(tài)度與價值觀
通過對控制的親身體驗和案例分析，增強學(xué)生對控制技術(shù)的探究能力并應(yīng)用于實際的生活。
【教學(xué)重點與難點】：
教學(xué)重點：開環(huán)控制系統(tǒng)的組成及其工作方式。
教學(xué)難點：用控制系統(tǒng)方框圖描述開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程。
【教學(xué)策略】
創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生分析生活中的開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程和方框圖。
動手試驗，體會開環(huán)控制系統(tǒng)輸入與輸出的關(guān)系
【課時安排】：1課時
【教學(xué)過程】
一、引入
前一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了控制的手段和應(yīng)用，對控制有了了解，今天我們共同體驗一個控制的游戲，醉漢回家（flash動畫），并請大家思考：在這個控制現(xiàn)象中控制的對象是什么 控制的手段是什么？控制的目的是什么？ 看來同學(xué)們對控制還是比較了解的，控制的對象，手段和目的是控制系統(tǒng)的三要素。為了更好的了解控制，設(shè)計控制，提高人們工作的效率。我們今天一起來學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)的工作過程和方式。
板書：開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程和方式
二、新課講授
（一）控制系統(tǒng)
任何一種控制的實現(xiàn)，都要通過若干環(huán)節(jié)共同實現(xiàn)，這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置就構(gòu)成了一個系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。
在上面的游戲醉漢回家中人，手，鼠標(biāo)及醉漢共同組成了控制系統(tǒng)。
不管控制系統(tǒng)所采用的控制手段是人工控制還是自動控制，它們都有一個共同的特征：，即一個輸入信號對應(yīng)著一個輸出信號。如電燈、電風(fēng)扇的控制系統(tǒng)。請學(xué)生說出這兩個控制系統(tǒng)工作的輸入和輸出。
（二）開環(huán)控制系統(tǒng)
讓學(xué)生參與游戲畫人頭像，請一位同學(xué)在黑板上睜著眼畫一遍，再蒙上眼畫一遍，并讓學(xué)生說出兩次不同結(jié)果的原因。引導(dǎo)學(xué)生說出眼睛的反饋影響控制的輸出得出閉環(huán)控制系統(tǒng)，接著引出開環(huán)控制系統(tǒng)的定義。
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)。
控制系統(tǒng)的特點是輸出量直接接受輸入量的控制。請大家看課本P103頁的定義。環(huán)控制系統(tǒng)比開環(huán)控制系統(tǒng)多了一個反饋環(huán)節(jié)。
提問：投擲飛鏢的游戲?qū)儆谑裁纯刂葡到y(tǒng)？
讓學(xué)生體驗投擲飛鏢，并幫助學(xué)生得出正確的答案。
分析騎自行車的工作過程與投擲飛鏢的不同，搞清楚開環(huán)控制系統(tǒng)。
（三）控制系統(tǒng)的組成
1控制器：發(fā)出命令的部分。
2執(zhí)行器：執(zhí)行命令的部分。
3控制對象：控制器的作用對象。
4被控量；整個控制系統(tǒng)的控制目的。
5控制量：執(zhí)行器作用于控制對象，從而使被控對象發(fā)生變化。
6反饋環(huán)節(jié)：把被控量的信息反饋給控制器。
所有的控制系統(tǒng)都由這些環(huán)節(jié)組成只是環(huán)控制系統(tǒng)比開環(huán)控制系統(tǒng)多了一個反饋環(huán)節(jié)。
分析投擲飛鏢與騎自行車兩個控制系統(tǒng)中的控制器，執(zhí)行器，控制對象，被控量和控制量各是什么。
（四）控制系統(tǒng)的框圖表示
通過我們學(xué)習(xí)過的流程圖引入控制系統(tǒng)的框圖表示，流程圖有兩部分組成，方框表示的是環(huán)節(jié)箭頭表示的是時序，而在系統(tǒng)中箭頭表示控制信號單向傳遞的方向。
在用控制系統(tǒng)方框圖表示控制系統(tǒng)的工作過程時，必須找到控制系統(tǒng)中的輸入量、輸出量、控制量、控制器、執(zhí)行器、被控對象。在這個控制系統(tǒng)中輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，我們將這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)可以用下面的方框圖來描述：

開環(huán)控制系統(tǒng)在生活中的應(yīng)用非常廣泛，如我們在生活中常見到的自動門控制系統(tǒng)。
三．【案例分析】自動門控制系統(tǒng)
輸入量 輸出量 被控對象 控制器 執(zhí)行器 控制量

閱讀：P103案例分析：自動門的控制系統(tǒng)，了解其工作過程及方框圖。
四．【馬上行動】：P104頁
先請同學(xué)欣賞音樂噴泉的視頻（2分鐘）讓他們試著畫出音樂噴泉以及公共汽車車門這兩個開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，教師指導(dǎo)。
五．小試驗（10分鐘）
提出探究問題：①活動猴這個控制系統(tǒng)的輸入輸出各是什么？
②在這個控制系統(tǒng)的被控制的對象是什么？
③在這個控制系統(tǒng)中是什么控制著這個系統(tǒng)？
實驗指導(dǎo)：教師先拿出自己制作的活動猴演示給同學(xué)看，接著發(fā)給學(xué)生老師事先剪好的猴子的軀干和四肢分發(fā)給每組同學(xué)，然后提供線，大頭針給學(xué)生讓他們連接。
試驗小結(jié)：讓學(xué)生畫出這一控制系統(tǒng)的方框圖。做完了試驗?zāi)阌惺裁大w會？
六．本節(jié)小結(jié)
本節(jié)課我們一起學(xué)習(xí)了開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程與方式，其工作過程可以使用控制系統(tǒng)方框圖來描述。下節(jié)我們將繼續(xù)學(xué)習(xí)閉環(huán)控制系統(tǒng)。

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