控制与设计说课稿

技术与设计2第单元控制与设计内容要求1控制的含义I2控制的应用I3开环控制系统的基本组成和工作过程II4闭环控制系统的基本组成和工作过程II5控制系统的方框图II6控制系统的干扰因素I7控制系统设计方案II课程标准一、理解控制的含义及其在生产和生活中的应用，了解手动控制、自动控制。教学目标：理解控制的含义积极观察生活，对控制技术产生强烈的兴趣与好奇心，并转化为对后续知识学习的动力教材内容：1、 控制的含义（I）:人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。2、 理解任何控制现象，都要明确：①控制的对象是什么，②控制要达到什么目的，③采取什么控制手段。3、 控制的分类：从控制过程中人工干预的情形分为人工控制和自动控制;现代控制技术往往是指自动控制技术。自动控制是科学和技术的一个重要分支。自动控制系统能在无人直接参与的情形下运行，并承担人的职能。4、 控制的应用（I）如银行的自动取款机、红外线自动出水龙头装置、红外自动烘手机、农田节水灌溉的自动控制、十字路口红绿灯自动控制、冰箱、空调的恒温控制、精确制导武器等等。教师可先抛砖引玉再让学生尽情发挥举例5、 控制手段了解在生产过程中对力、热、光、声、水位、流量等的控制，了解生活中电冰箱、洗衣机、空调机等生活用品的控制技术。对于传感器的教学，只做一般性阐述，不深究内部构造，看成黑箱即可。了解其与输入和输出之间的关系就可以了教学建议：精心设置课上活动环节.1、模仿迎宾员和手动上水过程的活动，建议一定要由学生参与完成。目的是强调对控制过程的体验，体验最简单的控制过程中的一般的控制思想.2、自动门和自动水箱的工作过程，有条件的话做出动画或事物展示，让学生充分、细致的观察，使学生获得充分的感性经验.3、技术试验i土走直线是理解开环控制与闭环控制差别的既生动又形象，又容易被学生接受的活动，建议充分组织好，让学生充分、细致的体会。4、建议在学生的学习活动过程中，随时填写技术学习活动卡。具体可参考地址版《技术课程标准二用书P102-P103分析典型的案例，熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程课程标准三、能画出一个简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用教学目标：建立控制实施的工作过程的经验或体验清楚一般控制系统的组成要素，熟悉简单控制系统的工作过程。掌握控制过程的一般描述方法感觉、体验控制设计的一般思想方法和技术方法教材内容：1、 开环控制系统的基本组成与工作过程(II)特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递。被控对象、控制装置与各参量的判断。此处为教学难点，学生初学乍练，不容易接受。建议：通过生活中自身控制案例如捡东西，仔细体会人体各器官的作用与工作过程。开环控制系统的基本组成与控制框图2、 闭环控制系统的基本组成和工作过程(II)概念：系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。特征：系统的输出端与输入端信号之间存在一个回路一一反馈回路。简单闭环控制系统的方框图在本主题中，限于学时以及高中学生现有的知识水平，对控制系统中的控制器、执行器、传感机构和被控对象等环节只限定于一般性的理解，不作进一步的要求，不去探讨其内部的工作过程，只需把它们看作黑箱，了解其输入和输出之间的关系就可以了。需要强调的是，这里所讨论的带有反馈环节的闭环控制系统的主要特点是以减少误差的负反馈方式来达到控制目的的，正反馈控制问题在此不作研究，对于简单的开环控制、单回路负反馈控制系统以外的其他控制方式在此不作讨论。教学建议精心设置课上活动环节1、 模仿迎宾员和手动上水过程的活动，建议一定要由学生参与完成。目的是强调对控制过程的体验，体验最简单的控制过程中的一般的控制思想2、 自动门和自动水箱的工作过程，有条件的话做出动画或事物展示，让学生充分、细致的观察，使学生获得充分的感性经验3、 “技术试验”走直线是理解开环控制与闭环控制差别的既生动又形象，又容易被学生接受的活动，建议充分组织好，让学生充分、细致的体会。4、 建议在学生的学习活动过程中，随时填写技术学习活动卡。具体可参考地址版《技术与设计2》教师教学用书P102__P103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（I）教学目标：知道什么是干扰，并能找出简单控制系统的主要干扰因素了解闭环控制过程抗干扰的原理教材内容分析：控制系统的干扰，任何控制系统都存在于确定的环境中并与环境发生作用和影响。环境对控制系统的影响有定常的也有随即的，有不利的也有有利的。干扰对控制系统影响的多方位性，干扰在控制系统框图中的描述与表达。闭环控制系统抗干扰能力问题的讨论案例分析：1、 人体温度控制系统分析2、 上述加热炉案例中存在哪些干扰因素，系统是如何克服这些干扰因素的？在加热炉控制系统中，主要干扰因素有加热炉外的温度变化、加热器电压的波动等；系统通过检测装置检测炉内的温度值，与给定的温度值相比，将偏差传给控制器控制，从而克服干扰，，使温度稳定在给定范围内■一,工J■.一.课程目标五：控|］系统设计方案（II）（1）控制系统设计的一般思路设计一个控制系统，是选择开环控制还是闭环控制，应根据对控制精度的要求以及条件的

可行性而定。在控制系统设计过程中，被控对象的特性往往难以直接得到，通常是通过了解被控对象的输入与输出之间的关系来分析它的基本特性，从而确定控制器的运算方或暗箱方法）。一个控制系统中可能存在若干个干扰因素，需要分析主次，找出对系统影响最大的干扰因素。被控量与控制量的确定是控制方案的关键，对于简单控制系统，需要控制的量往往被确定为被控量，控制量应选择可控的、对抑制干扰因素和保持系统稳定又明显作用的量。执行器、检测器的选择：一是要根据被控量和控制量的需求，二是要根据控制的条件进行。（2） 开环控制系统的设计明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制量后，即可考虑具体控制系统的方案。如图是声控灯系统组成示意图，根据你的理解和认识回答下列问题：⑴声控灯的优点有哪些？⑵如果声控灯的附近并没有来人，而出现意外的声响，如楼上或隔壁有人高声说话或以动作发出声响，灵敏度高的声控灯也会应声而亮。为避免这种情况你有什么好办法？⑶画出声控灯的系统框图。答案提示：关键词：方便、节电。把传感器的灵敏度调小一点。（3） 闭环控制系统的设计闭环控制系统的基本要求：闭环控制系统必须是稳定的；系统的输出量与给定值之差应控制在允许的范围之内；要有较好的抗干扰性能。小动物喝水的自动加水器结构如图。工作过程是当水龙头打开，水就流入碗内，碗内的水位逐渐升高，浸没到塑料管管口时，没有空气进入密封的铁桶，水龙头停止出水；当碗内水位降低至塑料管管口以下，空气