高中通用技术（必修 技术与设计2） 任务二 分析开环控制系统的工作过程 一、教学内容 开环控制系统是控制系统类型之一，在实际应用中也很常见。本节课通过搭建定时浇水控制系统模型的技术体验活动，使学生熟悉开环控制系统的工作过程，理解其中控制器、执行器等的作用。通过若干典型案例的分析，让学生学会用方框图表达简单开环控制系统工作过程，并能根据开环控制系统的特征辨析常见的开环控制系统。 二、学科核心素养要求 1. 技术意识：熟悉简单开环控制系统的基本组成和工作过程，理解其中控制器、执行器等的作用，辨析开环控制系统的特征。 2. 图样表达：会用方框图表达简单开环控制系统工作过程。 三、教学重点、难点 1. 重点：熟悉简单开环控制系统的基本组成和工作过程。 2. 难点：学会用方框图表达简单开环控制系统工作过程。 四、教学准备 1. 材料：电子定时器、电源、水泵、吸水管、水桶、滴箭等。 2. 工具：电烙铁、焊锡丝、松香等。 五、教学过程 1. 情境导入 家中的植物，有的喜欢潮湿，有的喜欢干燥。对于芦荟这类喜欢干燥的植物，若采用在花盆下放置接水盘的方式，易导致其根部腐烂。因此，当家人外出时，就需要根据植物的需水量定时给植物浇水。芦荟不能长时间浸在水中，需改用定时浇水的方式，如何实现呢？ 新课学习 （1）开环控制系统 学生活动：搭建定时浇水控制系统模型。 分小组活动，根据教材中的制作过程，完成定时浇水控制系统模型的搭建。 问题：定时器、水泵、吸水管、回流管分别起什么作用？是否滴水？什么时间滴水由什么决定？ 学生活动：对定时浇水控制系统模型进行调试。 （1）通电，检查各滴箭是否正常滴水。 （2）调节出水量：调节好每个滴箭的滴水量。 （3）设置电子定时器参数：浇水时长和间隔。 问题：每次滴水量的多少受哪些因素的影响？在搭建阳台植物定时浇水控制系统时，浇灌6盆植物与浇灌10盆植物，其回流管的流量是否一样？若要远程控制该浇水系统，应该如何对该控制系统进行改进？ 总结：用定时器设定好浇水时间及时长，到了设定时间就自动接通水泵，开始往水管里抽水，通过调节定时器时长，控制滴到植物土壤中的水量。 学生活动：用方框图表示该控制系统。 图1 定时浇水控制系统模型方框图 问题：控制系统有哪些组成部分？它们之间的相互关系是什么？控制系统的控制目的是什么？系统的输入量和输出量分别是什么？系统的输出量对控制过程有没有影响？生活中类似的控制还有哪些？ 总结：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。其工作过程可用方框图表示如下： 图2 开环控制系统方框图 输入量：控制系统的给定量，如设定时间。 输出量（被控量）：控制系统所要控制的量，也是控制系统的输出信号，如浇灌的水量。 被控对象：控制系统中所要求控制的装置或生产过程。 执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件，如阀门。 控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件，如控制电路。 控制量：执行器的输出信号，如流过水管的水量。 开环控制系统组成及工作过程 学生活动：希罗自动门。 问题：请根据希罗自动门的开、关工作过程，将对应方框图中的内容以及输入信号、输出信号填写完整。 表1 活动记录方框图1 学生活动：红外自动门。 问题：如果把红外线装置是否检测到人体热辐射发出的信号看作输入量，门的开启或关闭看作输出量，请根据自动门的开、关工作过程，将对应方框图中的内容以及输入信号、输出信号填写完整。 表2 活动记录方框图2 学生活动：列举你所了解的开环控制系统的例子，说明其控制工作过程，并画出方框图。例如：音乐喷泉的控制、公共汽车车门的开关控制等。 问题：在开环控制系统中，如何理解检测装置输出信号的作 ... ...
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