4.2 控制系统的组成和描述（开环控制系统与闭环控制系统的区别） 教学设计-2022-2023学年高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计2

4.2 控制系统的组成和描述（开环控制系统与闭环控制系统的区别） 教学设计 高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计2 课程基本信息 学科 高中通用技术 年级 高二年级 学期 第二学期 课题 开环控制系统与闭环控制系统的区别 教材 广科社版高中通用技术 技术与设计2 教学目标 让绝大多数学生能很好地区分一个系统是开环控制系统还是闭环控制系统。 教学内容 教学重点：如何正确地通过一个系统有无反馈环节来判断它是开环控制系统还是闭环控制系统。 教学难点：不管是开环控制系统还是闭环控制系统，都可能有一个检测装置，但它是否是反馈环节的检测装置，要能很好地区别，这样才能正确判断出是开环系统还是闭环系统。 教学过程 教学内容: 引入：之前我们学习了开环系统和闭环系统，但是有的同学对于一个系统开环还是闭环有点傻傻分不清楚。这里我有两种判断方法来辅助区分这两种系统： 开环系统与闭环系统的区别判断一：看输入量与输出量。 开闭环控制系统的输入量与输出量之间都是有一定关系的。首先在不考虑干扰因素的情况下，开环控制系统的输入量与输出量应该是一一对应的，而闭环控制系统是一个输入量，对应多个输出量；其次因为闭环控制系统的输入量与输出量要在比较器中进行比较，所以必须是同一种量，而开环系统可能是同一个量也可能不是同一个量。 我们上节课提到了游泳池的两种系统，这里再详细讲解一下： 设定注水时间的控制系统： 它是根据注入时间来设定水位的游泳池，它的水位只受设定注水时间的控制，时间一到，注水就停止，那么这里输入值与输出值是一一对应的，而且它们不是同一个值，输入值是注入水的时间，而输出值是泳池的水位。它是一个开环系统。 2、设定水位的控制系统： 通过设定水位来控制游泳池的控制系统有一个反馈环节：即检测装置浮球。泳池的水位会通过这个浮球不断地把检测到的实际水位返回到输入端与设定水位相比较，如果水位下降了，那么就会启动控制器打开进水阀进水，直到检测到游泳池水位与设定水位一致时才关掉控制器不再进水，也就是在使用过程中输出值与输入值不断地比较，那么一个输入值对应多个输出值。而且输出值是和输入值都是游泳池的水位，为同一个量。很明显它是一个闭环控制系统。 开环系统与闭环系统的区别判断二：看该系统的输出量是不是自动维持在某个状态上。 详细一点说就是看这个系统在工作过程中，一旦输出量发生了变化，会不会自动及时地进行调整，把输出量维持在原来的状态上。如：刚才详细讲到的设定水位的游泳池的控制系统，还有大棚蔬菜温度控制系统，冰箱、空调温度控制系统等它们都是通过温控装置这个反馈环节不断地把实际温度调整成设定温度。很明显都是闭环控制系统。 但是有的同学经常会把检测输入信号的装置当成了反馈环节中的检测装置，以至把开环控制系统误判成了闭环控制系统， 误判情况之一： 比如：公园的音乐喷泉或呐喊喷泉控制系统中也有一个检测装置，但这是用来检测有没有声音的装置而不是检测输出量并返回到输入端的装置，因此不能以此来判定这里有一个反馈环节。 ( 输出量 （喷水强度） ) 这里的音乐信号（输入量）强水柱（输出量）就喷得高，音乐信号弱水柱就喷得低，即一种信号的强度对应一种水柱的高度，而且输入值与输出值也不是同一个量，没有可比性。所以它是一个开环控制系统。 误判的情况之二： 比如十字路口的红绿灯定时控制系统，虽然输入量和输出量都是同一个量，灯亮和灭的时序，但是它的时间是固定的，不会自动调节，输入量与输出量也是一一对应的。所以它也是开环系统。 总结开闭环系统的判断方法： 1、开环控制系统的输入量与输出量应该是一一对应的，而闭环控制系统是一个输入量，对应多个输出量；其次因为闭环控制系统的输入 ... ...