《简单控制系统的设计》教案

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1、《简单控制系统的设计》教案《简单控制系统的设计》教案教材分析：　　　广东基础教育程资研究开发中心编写的普通高中通用技术程的《技术与设计2》第四“控制与设计”的内容。通过学习控制系统中的控制目标、控制的过程和控制的机理等控制与设计的知识，有助于我们运用简单的控制方法解决现实生活中遇到的相关问题，发展学生良好的逻辑思维品质。本节教学内容我打算安排二个时完成。在堂活动方面，为了适应教学，学生实践活动有一定变化，并在第二时增加了一个学生实践活动，我们当然可以根据实际情况，合理选用。教学目标1知识与技能：　　(1)理解控制的含义及其

2、在生产和生活中的应用。　　(2)了解手动控制、自动控制熟悉简单的开环、闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程并能够分析典型的案例。(3)制系统的设计对整个设计产生的重要影响。　　(4)了解简单的被控制对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制设计方案。2过程与方法：通过案例分析，学会多角度地思考问题，发展辨证思维能力。3情感态度与价值观：培养对控制系统设计的兴趣和想象力，理解控制系统技术设计在艺术中的魅力，提高审美情趣。教学重难点能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置；或者能根据简

3、单闭环控制系统的设计方案进行实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。教学资准备多媒体、电饭锅恒温器一个、干簧管一只（常开）、发光二极管一只、导线若干条、微型开关二个（常开、常闭）新教学1、引入：[复习旧，导入新]（教师讲述，与学生一起回顾开环控制和闭环控制的相关知识，为下面的新知识讲授打下伏笔。）通过上一节的学习，我们知道，任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构成了一个系统，称为控制系统；控制系统通常又分为开环控制系统和闭环控制系统，其中闭环控制系统在日常生活和生产中有着广泛的应用。　　通过对本节的学习，

4、我们就会对干扰、反馈和控制有所感悟。从本堂起，我们将首先学习闭环控制系统的干扰因素。2、讲授新确定控制目的→确定被控量→给定控制要求(设计指标)→确定系统结构建立控制器、控对象、行机构和反馈环节的模型→确定待调参数→分析、实验系统性能活动一：体验简单的闭环控制系统电饭锅温度控制活动目标：　　电饭锅自动控制系统，在家庭生活中有着广泛的应用。通过剖析电饭锅的自动控制系统的工作过程，使学生了解闭环控制系统的工作原理。　　活动步骤：试验器材：　　外接电（220ｖ）、钢式开关二只、导线若干根、指示灯一只、电阻二个、灯一只。元分析：电

5、饭锅由两路（煮饭和保温）并连开关控制其铸铝加热器工作；按下煮饭开关，触点托臂被温控磁铁吸住，保持闭合状态（保温开关先不考虑），当锅胆达到110度左右（即米饭干汤了，否则因为水而不会超过100度），和其接触的温控磁铁失去磁性，开关断开，保温开关单独工作。保温开关其实就是一个双金属片开关，随着温度变化双金属片会做相应变形（弯曲），当温度升到0度左右时推动触点断开，温度降低后再闭合。记录分析：　　1当锅胆温度较低时，金属片断开，控制处于保温的状态。　　2当锅胆温度上升到一定温度时，使控制器处于加热的状态。　　3当锅胆温度再次上升

6、时超过100度，温控磁铁断开，控制器处于保温的状态。　　活动结论：电饭煲电路简图（如下）。其中，1为磁钢式限温开关，2为双金属片保温开关，r为电热盘中管状电热元，t为热熔式超温保护器，r1、r2为限流电阻，l1为煮饭指示红色氖灯，l2为保温指示黄色氖灯。活动二：衣柜自控灯的设计（直引入题目，便于学生积极思考。）要求：开门灯即亮，关门就会自动熄灭㈠被控对象的基本特性干扰:电压的波动影响:电流波动、灯光闪烁例：自控灯的设计被控对象——灯泡被控量——灯泡亮/灭通过改变什么实现灯的亮/灭?控制量——开关通与不通控制方案——开环控制

7、系统元器——开关、电、灯泡……自控灯的控制工作过程：安装在衣柜上的，开门灯即亮，关门就会自动熄灭方案构思：选择开环控制系统实现自控灯的控制要求。确定了确定控制系统的设计方案后，画出必要的电器线路图，选择适当型号的元和配，进行组装、调试。㈡方案的呈现学生根据给定的材料，呈现小组方案㈢展示与点评展示部分小组作品并调试㈣拓展与延伸这一设计除了用在衣橱上，还可以用在哪里？门窗、橱柜、抽屉、保险柜……如果把被控对象换成电铃，那么它又可做成什么？防盗报警控制系统如果把执行器开关换成声控开关的话，它又可做成什么？声控灯如果把执行器开关换

8、成光控开关的话，它又可做成什么？光控灯结论：信息总是自输入端单向传至输出端，不存在信息逆向流动，没有反馈环节，也不存在闭合回路，这类系统称之为开环控制系统。闭环控制系统：信息在自输入端传至输出端的同时，还将输出信息通过反馈环节传给输入端，即信息流向形成闭合回路，这类系统称之为闭环控制系统。　　比较：开环