干扰与反馈教学设计

《干扰与反馈》教学设计【课题】干扰与反馈----《闭环控制系统的干扰与反馈》第1课时【教学内容】1、控制系统的干扰因素2、反馈【对应的课程标准工1、能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素、并作分析。2、熟悉反馈环节的作用。【教材分析工本节课是苏教版《技术与设计2》第四章《控制与设计》第三节《闭环控制系统的干扰与反馈》第一课时的内容。本节的教学内容包括“干扰因素”与“反馈”两部分内容，教材首先介绍“干扰因素”继而介绍闭环控制系统克服干扰因素的方法一反馈，闭环控制系统就是通过反馈环节克服干扰因素，从而使系统的被控量稳定在给定范围内。干扰因素和反馈方法是闭环控制系统的两个重要的核心概念，在控制系统设计时，发现干扰因素，确定应对措施是十分重要的工作。干扰因素对控制系统的影响情况是决定控制系统采用开环控制还是闭环控制的重要因素。所以，本节在第四章的学习中起着承上启下的作用，对第四节《控制系统的设计与实施》有着非常重要的铺垫作用。【学情分析】学生通过第二节《控制系统的工作过程与方式》的学习已经对开环控制系统和闭环控制系统有了了解，知道了开环控制系统和闭环控制系统的主要区别，但这些知识还不足以帮助学生在进行控制系统设计时确定控制系统应采用开环控制还是闭环控制，本节课的知识就是为解决此问题而设置的。干扰现象是学生在日常生活常见的一种现象，学生理解这部分内容并不困难，所以教师要结合大量的实例和现象，深入浅出、通俗易懂的讲授这部分内容。【教学目标】：1、知识与技能（1）知道干扰因素的概念，结合实例，分析控制系统的干扰因素对控制系统影响的过程。（2）知道常见的克服干扰因素的方法。（3）能说出一个简单的闭环控制系统通过反馈方法抗干扰因素的过程。2、过程与方法通过典型案例的分析，了解干扰因素对控制系统的影响和反馈的工作原理。3、情感态度与价值观通过对日常生活中案例的分析，感受干扰和反馈在生活中的存在和应用，为下一步控制的设计奠定基础。

【教学重点与难点】教学重点：（1）干扰因素（2）反馈的工作原理教学难点：（1）干扰因素的分析（2）控制系统通过反馈方法抗干扰因素的过程【教学思路】方法三：反馈（游戏：理解反馈的含义；小试验：了解反馈原理的应用案例：了解反馈原理的实现方法一.・消除干扰(案例)方法二：减弱干扰(案例)方法三：反馈（游戏：理解反馈的含义；小试验：了解反馈原理的应用案例：了解反馈原理的实现方法一.・消除干扰(案例)方法二：减弱干扰(案例)【教学准备】收音机、遥控车、遥控器、眼罩、坐姿提醒器及说明。【媒体使用】黑板、投影、电子白板。使用黑板板书呈现本节课知识要点和结构，投影设备显示PPT课件内容，利用电子白板完成学生活动和构建本节课知识

的思维导图。【课时安排】：1课时【教学过程】教学环节教师活动学生活动设计意图时间分配新课引入准备一台收音机，使收音机处于工作状态，并在此过程中使用电磁信号对其进行干扰。问题：在日常生活中遇到过这样的情况吗？这是怎么回事？请举例说明在日常生活中遇到类似的情况。可见，在日常生活中，干扰是时常存在的。今天我们来一起学习第四章第二节《闭环控制系统的干扰与反馈》第一课时《干扰与反馈》学生：举例。如手机信号对音响的干扰、对CRT显示器的干扰、电磁波对电视机的干扰、手机信号对飞机导航信号的干扰等。通过电磁信号对收音机信号的干扰，让学生对“干扰现象”有直观的认识和感受，引入新课。3分钟

新课讲授对于收音机这个控制系统来说，输入的是相应的频道，输出的是对应频道的音频信息，电磁信号对对其产生干扰，从而使其听众无法正常收听节目，那电磁信号就是此控制系统的一个干扰因素。1、什么是干扰因素干扰因素的概念:在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。以学生给出的干扰案例进行说明什么是干扰因素。在以上案例理们可以看出在控制系统中干扰因素可能有一个，也可能有若干个，有些干扰因素是由于环境造成的，有的干扰因素是人为原因所致的。【马上行动】对于电冰箱的温度控制系统，下列情况是否属于影响其温度控制的干扰因素。（1）开电冰箱门（2）电冰箱所在房间的温度从20。C变到32。C；（3）把热菜或热饭放入电冰箱中；（4）在电冰箱外放一盆冷水说一说：蔬菜大棚的温度控制系统中可能存在哪些干扰因素。通过对收音机干扰因素的分析，引导学生理解干扰因素的概念。分析电冰箱的温度控制系统中的干扰因素，一方面继续巩固理解干扰因素的概念，一方面为后面案例“电冰箱的温度控制”做铺垫。继续通过案例分析干扰因素对控制系统的影响6分钟

问题：在以上控制系统中所存在的干扰因素是我们希望存在的吗？在一般控制系统中，干扰因素是需要克服的。而在有些情况下，却可以利用干扰因素实现某种目的。例如：在军事演习中，举例说明利用干通过例举生活2分钟红方利用一定频率的电磁波对蓝方的信息指挥系统进行干扰，使之不能正常工作；以上案例都是有意对控制系统施加干扰，使控制系统无法达到控制的目标，而不是控制系统本身需要干扰。控制系统在工作过程中必须克服干扰,使被控量稳定。2、克服干扰的基本方法：扰因素实现某种目的。中的实例说明干扰因素可以利用【案例分析1】：手机信号与飞机导航信号【案例分析2】：电视机在有些情况下我们无法消除或者减弱干扰因素，此时就要通过加强系统性能提高抗干扰能力。比较常见的方法是在控制系统中引入反馈。这是克服干扰的方法3：反馈。3、反馈分析案例总结克服干扰的方法1：消除干扰分析案例总结克服干扰的方法2：减弱干扰通过案例分析说出克服干扰的方法1：消除干扰通过案例分析说出克服干扰的方法2：减弱干扰2分钟【游戏】：蒙着眼睛画鼻子。参与游戏，体验反馈通过游戏感受反馈的概念及4分钟新课讲授新课讲授

问题：为什么去掉眼罩应用后能很准确的画出鼻子的位置？在这个过程中，当我们蒙着眼睛画鼻子，预期位置和实际位置之间存在着差异，如果把眼罩拿掉，在眼睛的帮助下，我们可以很好的调整实际位置和预期位置之间的差距。将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。【小试验】坐姿提醒完成小试验感受通过小试验感8分钟器报警试验。反馈原理在产品受反馈原理的试验目的：通过视力保护提醒器报警试验理解反馈的原理。试验任务：使用视力保护提醒器，试说明其工作原理。中的应用应用【案例分析】：电冰通过案例分析反分析反馈原理9分钟箱的温度控制的工作过程馈的具体实现方在自动控制如问题：电冰箱是如何实现温度自动控制的？克服干扰的方法：增加检测反馈装置（感温包、膜盒和传动膜片）。法何实现新课讲授利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行的方法，称为反馈方法。反馈方法是通过对结果的检测来调整过程从而获得更为理想结果的思想和方法，它已经在很多领域得到了广泛的应用。举例说明：保温热水壶、饮水机、空调。了解什么是反馈方法及其应用介绍反馈方法2分钟

学生在教师的引导下，-容，建立本节课知识的思维克利 服「r 代次小结本节课内导图。消除干扰减弱干扰在建立思维导图的过程中，理清本节课学习思路，构建知识结构。3分钟干干扰.户< 反内容小结在进行控制系统设计时，必须对可能存在的干扰因素进行全面的调查和分析，如果干扰比较经常和严重，对控制目标影响产生严重的后果，就必须考虑抗干扰措施，保证控制系统的正常工作；如果可能存在的干扰不是很严重，对系统正常工作影响不大，就可以忽略。因为任何抗干扰措施的实现，都意味着系统结构的复杂性和成本的增加。说明干扰因素对控制系统设计的意义检测反馈1、克服干扰的基本方法不包括：A、减弱干扰B、提高系统性能C、增强对干扰的控制D、消除干扰2、在空调器的温度控制系统中，下列不属于影响其温度控制的干扰因素是（）A、打开门窗8、空调器所在的房间温度由20。C变为32。CC、房屋的格局D、房间内人数增加。3、家用冰箱的温控系统采用闭环控制。为了进一步提高其抗干扰的性能，设计中采取的措施是（）A、增加反馈环节完成检测在完成检测题目的过程中进一步巩固本节课知识，学以致用，将知识进行升华。1分钟

B、提高压缩机的制冷量C、提高箱体的隔热性能D、说明书上建议用户将冰箱远离其他家用电器放置。板书设计利利用干扰因素y /克克服＜\■消除干扰减弱干扰.反馈教学反思“干扰与反馈”是第四章《控制与设计》教学中的一个重点和难点，在以往的教学中，明显的感到学生不明白“干扰”与“反馈”的关系，如何让学生清楚“干扰”与“反馈”的关系是本节课的关键。在这节课中，我先抛开了“闭环控制系统”这个比较难的问题，从生活中的现象引入课题，分析了干扰因素的利用和克服干扰的三种方法：消除干扰、减弱干扰和反馈，最后指出闭环控制系统就是通过引入反馈环节克服干扰的，整个过程深入浅出，学生能很容易的理解闭环控制系统的反馈环节。本节课的优点：教学思路清晰，以“干扰因素”为主线贯穿整节课，循序渐进地剖析了“干扰”与“反馈”的关系，为下节课的开展奠定了良好的基础。利用思维导图进行课堂小结，将本节课的知识点用思维导图的方式呈现，清晰明了，便于学生进行知识构建。存在的不足：本节课涉及的学生活动较少，以教师的讲授引导为主。由于个人专业知识的限制，对电冰箱温度控制系统的案例分析不够透彻。附:坐姿提醒器说明书本例介绍的坐姿提醒器，使用时挂在使用者的耳朵上或安装在帽子上，当使用者的上身或头部前倾角度过大时，它能发出〃请注意近视!快坐正!〃或〃请注意坐姿!〃的语音提醒声。该装置除可用于办公人员和学生的坐姿纠正、防止近视外，还可作为机动车驾驶员的瞌睡提醒器使用。电路工作原理：该坐姿提醒器由水银开关（作为前倾角度传感器）Sl、电阻器Rl、R2、电容器C、语音集成电路IC、晶体管V、耳机BE、电源开关S2和电池GB组成，如图6-213所示。平时（使用者坐姿正确时），水银开关Sl处于断开状态，IC不工作，BE不发声。当使用者头部前倾至一定角度时，Sl接通，IC受触发工作，其输出的语音电信号经V放大后，驱动BL发出语音提醒声。调节S