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文档简介
1、设计与实施雨水收集池水位控制系统通用技术(必修)技术与设计2第四章第4节第2课一、教学目标1.能够设计控制系统的方案,并搭建一个控制系统装置或模型。2.对所搭建的控制系统进行调试运行以及综合评价。二、教学重点、难点1.能够设计控制系统的方案,并搭建一个控制系统装置或模型。2.对所搭建的控制系统进行调试运行以及综合评价。三、教学方法讲授法,演示法,实验体验法,任务引导法四、教学过程1.情境导入下雨天,雨水收集池的水位不断升高,当水位升至溢水口时,声音报警装置启动,同时水泵开始向位于高处的蓄水箱抽水。当雨水收集池的水位降到水池高度的1/4时,应停止抽水。2.新课学习闭环控制系统的设计闭环控制系统用
2、于实现不同的控制目的,要求往往也不一样。对于简单的闭环控制系统,有以下基本要求:第一,一个闭环控制系统应正常工作,首先必须是稳定的。如输出量发生偏离,系统通过动态调整使被控量回到平衡状态,系统的这种调整过程有可能使系统产生振荡。若振荡呈逐渐衰减趋势,能很快稳定下来,还属于稳定系统,否则就是不稳定系统。第二,控制系统的控制精度必须符合要求,即系统的输出量与给定值之差应控制在允许范围之内。第三,闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。在进行闭环控制系统的设计时,几项控制要求之间往往会产生矛盾,而要结合具体问题全面解决或有所侧重地解决。情境展示:同学们设计和制作好的雨水收集池,在雨水过多时会发生漫溢,在不
3、下雨时又因为水位过低而无水可用,针对这一问题,大家积极寻找解决问题的方法和途径。问题分析:雨水收集池水位报警和水位控制系统应具有以下功能:当雨水收集池的水位升到溢水口时,发出声音报警;当雨水收集池的水位到达溢水口时, 把水抽到高处的冲厕蓄水箱;当雨水收集池的水位降到水池高度的1/4时,停止抽水。根据设计要求,当雨水收集池的水位升到溢水口时,需要报警;一旦水位降到港人溢水口以下时,就取消报警,这部分采用开环控制即可。当雨水收集池的水位升到溢水口时,需要启动水泵开始向高处的冲厕蓄水箱抽水,直到雨水收集池水位降到水池高度的1/4时停止抽水,这部分需要采用闭环控制来实现。主要过程:采用两个控制系统共同
4、实现上述功能:一是报警系统;二是水位控制系统。1.报警系统采用水位传感器检测水位,当水位达到溢水口时,使电磁阀开关闭合,电路接通,声音报警。当水位降到溢水口以下时,电磁阀开关断开,声音报警取消。2.水位控制系统采用水位传感器检测水位,当水位达到溢水口时,潜水泵启动,抽水到冲厕蓄水箱。当水位传感器检测到水位降到水池的1/4时,潜水泵停止抽水。水位控制系统的方框图如下:3.制作(1)请为实现上述控制系统准备材料,并列出材料清单。请画出实物连接图,并搭建控制系统。(3)测试系统是否达到控制要求,并写出测试报告。思考:一般情况下,要实现高水位开始抽水、低水位停止抽水,要用到两个传感器,你是否能用一个传感器来实现这个控制的呢?课后练习(1)设计并制作水车控制装置模型,如图所示。利用流动的水冲击水车,以控制不同的机械装置而产生动作。(2)某地下车库的车位管理系统,每个车位上方都有传感器检测是否有车停进来。当车位上无车时,车位上方的显示灯为绿色,当车位上有车时,车位上方的显示灯为红色。这样不仅方便驾驶人员找到空车位,还方便后台及时汇总车库的车位信息,统计空车位数量和位置。请设计完成这一车位管理系统,并选择你熟悉的材料、元件,制作
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