控制系统的工作过程与方式（一） 开环工作系统 一、教学目标 1.通过小风扇的例子，归纳控制系统的基本特征； 2.了解开环控制和闭环控制的特点； 3.分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程 4、逐步形成理解和分析简单开环控制系统的一般方法 二、教学内容分析 本节是“控制与设计”第二节的内容，其内容包括“控制系统”、“开环控制系统与闭环控制系统的组成及其工作过程”。生活中处处有控制系统，但是学生对此类现象习以为常，很少会主动深入地去思考。本节课的主旨就是引导学生从技术的角度，用控制的思维去观察分析身边的控制案例。 本节课从学生身边的控制案例———小风扇入手，归纳出控制系统的基本特征。再从如何设计游泳池的自动控制系统这个问题入手，让学生了解开环控制系统和闭环控制系统，并侧重对开环控制系统的工作过程、方框图、重要参数进行分析。 三、学习者分析 学生在前面的学习中已经学习和分析了控制在生活生产中的应用，获得了有关控制及其应用的初步感性认识和体验，但是对控制的基本工作方式和工作机理还缺乏了解。 四、教学资源准备 多媒体设备、相关图片资料、实物等 五、教学过程 序号 教学步骤 教师活动 学生活动 1 复习导入 在之前的课上，我们学习了什么是控制，控制系统的手段和应用。控制：人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的方向发展 复习控制的手段与应用等相关内容 2 控制系统的基本特征 现在天气很热，教室里的风扇已经不能满足大家的要求了，便携的小风扇成了随处可见的风景。那么小风扇的工作过程是怎么样的？（展示图片和实物，让学生思考）摇动手柄/拨动开关———控制电路———马达———扇叶———风速这些部件构成了一个控制系统，开关是输入，风速是输出。任何一种控制的实现，都要通过若干个环节共同实现，这些环节所涉及的装置就构成了一个系统，成为控制系统。控制系统的输入和输出有一定的对应关系。 夏天非常热，几乎每个学生都有准备一个小风扇，因此学生对小风扇非常熟悉。从身边熟悉的物品入手，引起学生思考。归纳： 一个输入信号（如手拔开关）对应着一个输出信号（如灯亮或不亮） 3 开环控制系统与闭环控制系统 控制案例分析--游泳池：游泳池注水系统如何实现对事物状态的控制？一般来说有两种实现方式：人工控制和自动控制。例如游泳池的注水系统；如果是人工来操作。 理解任何控制现象，都要明确：控制的对象是什么 游泳池控制的目的/要求：达到给定的水位控制手段：人工具体过程：给定水位———人眼观测实际水位———到达给定水位，手动控制关闭阀门。在这个例子中，人参与到了控制过程中，就叫人工控制，但是很辛苦并且效率较低。自动控制该如何实现？其关键就是用控制装置来代替人在上述过程中的直接作用。在控制系统中，如果单位时间的水流量是一定的，那么水位的高度和进水的时间就是一一对应的。我们就可以通过设定注水时间，使游泳池达到希望的高度。假设注水的时间是2小时，设定到定时器中，开启水阀注水，一旦时间到达，定时器就会通知水阀门关闭。怎样用更简洁的语言来描述这一控制过程 画出方框图。在这个控制系统中，其水位是根据水流量（水阀的开度）和进水时间来决定的。 开环的含义：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响对各个量进行说明，并且简化为统一使用的框图。 如果输出量因各种原因发生了变化，而使实际水位达不到原先的标准。系统是无能为力的。其精度的保证，在输出不变的情况下，完全靠实现的校准。一切按时间顺序单向运行的系统都是开环系统。3.开环控制系统与闭环控制系统（1）开环控制系统：没有反馈，信息单向传递举例：电风扇速度控制、用计时器控制注水（2）闭环控制 ... ...
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