第四单元 控制及其设计 教案-2023-2024学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》

第四单元控制及其设计教案 一、教学目标 1.认识控制； 2.知道控制系统； 3.理解掌握开环控制系统与闭环控制系统及区别。 三、教学重难点 教学重点：理解掌握开环控制系统与闭环控制系统及区别； 教学难点：理解掌握开环控制系统与闭环控制系统及区别。 四、教学过程 1.认识控制： 情景导入：道路千万条，你要走哪条？安全第一条。 失控的汽车对比乡间小路骑自行车安全到达。 知识点1（了解） 什么是控制？(P113) 人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展。 知识点2 （了解） 控制的三要素： 控制的目的 控制要达到什么目的 控制的对象 控制的对象是什么 控制的手段 采取什么控制手段 举例：汽车方向控制 控制的目的 改变汽车行驶方向 控制的对象 汽车 控制的手段 转动方向盘推动转向杆，再带动车轮转向 练一练 控制装置 控制目的 控制对象 控制手段 感应式水龙头 水龙头的开或关 水龙头 红外传感器检测是否红外线而自动控制出水 楼道声控灯 灯的亮或灭 灯 声控传感器检测是 否有声音而自动亮灯 自行车转向 骑车转向 自行车 骑手转动车把带动车轮 情景导入：知识点3 （重点） 控制类型 按人的参与：人工控制 自动控制 按执行部件：机械控制 电力控制 电子控制 液压控制 气动控制 问题：洗衣机洗衣服属于人工控制还是自动控制？ 问题：按执行部件，声控灯属于哪类控制？ 情景导入：控制的应用领域 2.知道控制系统 情景导入：接乒乓球、定时间浇水 控制系统：任何控制都要通过若干个环节来实现，这些环节所涉及的装置构成了一个系统，称为控制系统。 知识点4（重点） 理解：输入与输出 练习和体验 控制装置 是否控制系统 输入 输出 教室里的电灯 是 按开关 灯泡亮或灭 楼道声控灯 是 声音 灯泡亮 自行车减速 是 捏刹车手柄 车速降低 3.理解掌握开环控制系统与闭环控制系统及区别 情境导入：给相同湿度喜好的植物定时间浇水 P121: 控制系统的输出量，不对系统的控制产生任何的影响，这种控制系统称为开环控制系统 开环控制系统的方框图 案例分析--红外线自动门控制系统 案例分析--音乐喷泉自动控制系统 情境导入：给不同湿度喜好的植物定湿度浇水 闭环控制系统:系统的输出量返回到输入端，并对控制过程产生影响的控制系统. 闭环控制系统方框图 案例分析： 1.如图所示是一款红外线感应自动开闭的智能垃圾桶，采用电池供电， 当手靠近桶盖时，手伸至一定距离， 垃圾桶上方的红外传感器将检测到的信号输入控制电路模块，控制电路模块控制电机转动，电机转动带动桶盖自动打开。手远离桶盖后，延时5-6秒桶盖自动关闭。它的主要特点是：桶盖能自动打开和关闭，无需手动或脚踩，就能轻松丢垃圾。 试分析：(1)针对其主要特点，它要解决的主要问题是：采用控制系统中的 ① (手动/自动)控制手段，控制方式为 ② (开环/闭环)，实现垃圾桶盖能自动打开和关闭。 它解决问题的技术方法是：该智能垃圾桶的控制系统中， 红外传感器检测到人体热源信号，作为输入量传输给控制电路模块，控制电路模块是该控制系统的 ① 控制 器， ②电机 为执行器， ③ 桶盖 为被控对象。 2.如图所示的空气压缩机， 当储气罐内的压缩空气排放到一定程度时，压力开关自动接通电源，电机带动气泵运转， 向储气罐补充压缩空气，使储气罐内的气压保持在设定范围内，下列关于该压缩机的气压控制系统分析中，正确的是（ D ） A. 控制方式属于开环控制（闭环控制） B. 输入量是电能（设定气压） C. 控制量是气泵输出的空气流量（电机转速） D. 输出量是储气罐内的压缩空气 情境导入： 干扰因素:除了输入量以外，引起被控量变化的各种因素 反馈：将输出量通过检测装置返回到输入端，并与输入量进行比较的过程。 案例分析：在马桶水箱水位控制系统中 ... ...