高中 通用技术 粤科版必修2 二设计实例 课件

1、简单控制系统的设计重庆市实验中学重庆市实验中学 谷瑞廷谷瑞廷复习上节内容一控 制01控制的概念02控制的类型1开环控制2闭环控制一、复习旧知，巩固记忆03控制的手段1人工控制2自动控制一、复习旧识，巩固记忆控制器控制器 执行器执行器 被控对象被控对象给定值给定值控制量控制量被控量被控量控制器控制器 执行器执行器 被控对象被控对象比较器比较器控制量控制量被控量被控量开环控制系统结构框图闭环控制系统结构框图检测装置检测装置给定值给定值控制系统设计二一、案例分析，激发兴趣案例案例1 1：LEDLED发光画发光画 明确设计目的01构思方案03分析元器件02二、控制系统设计步骤撰写方案04 1 1、从、

2、从控制的角度来看，的角度来看，LEDLED发光画控制发光画控制系统，我们的系统，我们的设计目的是什么呢？是什么呢？二、控制系统设计步骤学生讨论明确设计目的01分析元器件02控制电路部分，使用的是Arduino套件。二、控制系统设计步骤分析元器件02器材清单：梅花图案KT板背景块Arduino 控制板1块，扩展板1块控件：按钮开关1个，光线传感器1个， 电位器1个 LED灯若干 连接线若干二、控制系统设计步骤1、分析被控对象的基本特性在此案例中，被控对象被控对象是什么？构思方案03 答：被控对象是LED灯(发光二级管）二、控制系统设计步骤1、分析被控对象的基本特性在此案例中，被控量被控量是什么？

3、构思方案03答：被控量是LED灯的亮度。 模拟模式下为灯的不同亮度， 数字模式为灯的开和关。 二、控制系统设计步骤2、确定系统结构选择控制方式，开环开环控制还是闭环闭环控制？ 需不需要反馈？ 构思方案03 答：选择开环控制；不需要反馈二、控制系统设计步骤2、确定系统结构选择控制手段，人工人工控制还是自动自动控制？构思方案03答：自动与人工控制方式都可以。 二、控制系统设计步骤3、选择实现方案LED发光画的开关开关通过什么元件控制？ 构思方案03 答：可以采用按钮元件控制 二、控制系统设计步骤3、选择实现方案调整LED灯的亮度亮度通过什么元件控制？ 构思方案03答：可通过电位器、光线传感器等 二

4、、控制系统设计步骤3、选择实现方案（3） LED灯亮的呈现方式呈现方式可能有哪几种?构思方案03可分为人工控制与自动控制两种需要考虑使用哪些输入输出的元件。二、控制系统设计步骤构思方案03按下开关灯亮，释放开关灯灭按下开关灯亮，释放开关灯灭 按下开关灯亮，释放开关后继续亮；按下开关灯亮，释放开关后继续亮； 再次按下开关灯灭。再次按下开关灯灭。直接亮，可调整亮度直接亮，可调整亮度 人工控制方式（可使用按钮、电位器等人机交互设备）（可使用按钮、电位器等人机交互设备）二、控制系统设计步骤构思方案03灯光闪烁灯光闪烁依次点亮，前面灯不灭。循环。依次点亮，前面灯不灭。循环。依次点亮依次点亮, ,后一个点

5、亮前一个消失。循环后一个点亮前一个消失。循环 灯慢慢亮，慢慢灭，然后下一个，前面灯熄灭灯慢慢亮，慢慢灭，然后下一个，前面灯熄灭 自动控制方式（由程序自动控制执行）（由程序自动控制执行）二、控制系统设计步骤撰写方案04二、控制系统设计步骤撰写方案04二、控制系统设计步骤给定值被控对象或执行器控制系统实施三 完成好设计方案后，请同学们验证，完成方案的实施。 流程如下：连接元件 编写代码 烧录代码 调试优化 小组合作控制系统的实施展示交流四任务LED发光画控制系统设计与实施发光画控制系统设计与实施你们小组你们小组完成任务了吗？任务了吗？一、任务完成情况 在控制系统设计与实施的过程中，我们首先明确了

6、；其次明确了控制系统的 、 与 。在此基础上，我们才制定和完善控制系统设计方案。 任务LED发光画控制系统设计与实施发光画控制系统设计与实施二、归纳总结 归纳设计的目的被控对象被控量人工VS 自动控制手段控制手段输入与输出选择元件选择元件呈现方案LEDLED灯灯开环VS 闭环控制类型控制类型说说你的方案三、展示交流 程序代码编写中有没有需要调整的参数？问问设计是否达到预期效果？ 未能达到预期效果怎么办？ 四、想一想五、控制系统设计的基本过程拓展提高五一、举一反三控制电路控制电路 执行电路执行电路 LED灯灯电位器的值电位器的值电压电压LED灯亮度灯亮度（1 1）使用电位器控制光的强弱）使用电位

7、器控制光的强弱1243换成喇叭被控对象换成风扇换成显示屏控制电路控制电路 执行电路执行电路LED灯灯电位器的值电位器的值电压电压LED灯亮度灯亮度（1 1）使用电位器控制光的强弱）使用电位器控制光的强弱1243光线传感器给定值声音传感器温度传感器一、举一反三复杂控制系统 一个作品有时可能会包括一个作品有时可能会包括多个多个控制系统，控制系统，其设计的基本过程还是一样。我们可以用其设计的基本过程还是一样。我们可以用“逆逆向工程向工程”的方式来进行分析，从作品还原至控的方式来进行分析，从作品还原至控制系统的设计。制系统的设计。有几个控制过程？有几个控制过程？ 开环还是闭环？开环还是闭环？人工还是自

8、动？人工还是自动？ 有哪些给定值？有哪些给定值？ 讨论二、案例分析二、案例分析复杂控制系统名称：名称：远程家用报警系统远程家用报警系统获第获第2828届全国青少年创新大赛工程类一等奖届全国青少年创新大赛工程类一等奖 该系统利用摄像头进行图像对比，超声波测距进行防盗，烟雾传感器防火，气敏传感器防煤气，使用单片机作中控，出现险情时能在屏幕显示信息，发送报警短信，发出报警声音并存储图像。二、案例分析复杂控制系统名称：名称：远程家用报警系统远程家用报警系统获第获第2828届全国青少年创新大赛工程类一等奖届全国青少年创新大赛工程类一等奖 该系统利用摄像头进行图像对比，超声波测距进行防盗，烟雾传感器防火，气敏传感器防煤气，使用单片机作中控，出现险情时能在屏幕显示信息，发送报警短信，发出报警声音并存储图像。课后小结六课后小结 今天，我们学习的主题是今天，我们学习的主题是简单控制系统的设计简单控制系统