4.2 控制系统的组成和描述 教案-2023-2024学年高中通用技术粤科版（2019）必修技术与设计2

第二节：控制系统的组成和描述 一、学习目标 1.熟悉简单开环控制、闭环控制的基本组成和工作过程，了解反馈的基本原理。 2.理解控制系统中控制器、执行器和被控对象等的作用，能用方框图对一个控制系统进行表达。 3.能够分析简单的被控对象的基本特征，确定被控量、控制量。 二、素养目标 技术意识：掌握控制系统的控制器、执行器、控制量、被控对象、被控量、反馈环节的概念及作用，熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出简单的闭环控制系统方框图 工程思维：结合具体案例，分析开环与闭环控制系统的基本组成和工作过程，能根据简单的技术需求，设计出一个控制系统的技术方案，能根据控制系统的实例进行控制操作，剖析其工作过程并画出控制系统方框图。 三、教学重点、难点 重点：理解控制器、执行器、控制量、被控对象、被控量。 难点：确定控制器、执行器、被控对象。 四、教材情况 通过对第一节的学习，我们已经了解了手动控制、自动控制、智能控制、开环控制和闭环控制的基本概念，本节主要是把各种形式的控制系统的结构组成进行描述，从而概括出控制系统由控制器、执行器、被控对象、控制量、被控量、反馈环节等这些环节组成，用方框图的形式把开环控制系统和闭环控制系统表述出来。 五、学生情况 学生在前面的学习中已经了解了控制的应用，初步认识了开环控制系统和闭环控制系统。但是学生仍缺乏从技术上辨析开环控制系统和闭环控制系统的能力。对一个具体控制案例，很难准确判定控制器、执行器和被控对象等环节。 六、教学过程 1.新课引入 播放视频：中国第一颗卫星东方红1号卫星的发射；日常生活中的各种开关普通、声控、红外等。 思考：一个完整的控制系统都是由哪些内容组成的。 2.控制系统的组成。 一个控制过程的实现，往往要经过若干个环节，这些环节构成一个系统，所以我们可以把它看作一个系统。 期望值：基准量、又叫给定值--道路的方向 比较器和控制器：大脑（发出命令的部分） 执行器：肢体（执行命令的部分） 被控对象：自行车（主要指车头）（作用对象） 控制量：作用力（执行器作用于控制对象的物理量）。 反馈环节：眼睛（包括神经传输系统）（把被控量的信息反馈给控制器） 被控量：行驶方向（整个控制系统的目的） 2.控制系统的方框图表示 3.案例分析 （1）自动感应门控制系统 （2）恒定水位水箱控制系统方框图 （3）电风扇控制系统方框图 七、教学反思 本节课要求学生掌握开环控制系统和闭环控制系统的工作过程，并能绘制控制系统的方框图。对于部分学生来说，本课内容不易理解与掌握。因此，教师在教学过程应重点讲解控制系统结构部件(给定 量、控制器、执行器、被控对象、控制量等)的概念，这样才能帮助学生更好地理解控制系统方框图的原理。 ... ...