4.3 闭环控制系统的工作过程 教学设计（表格式）-2023-2024学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》

闭环控制系统的干扰与反馈教学设计 学 科 通用技术 年 级 高二 班 级 授课教师 章 节 第四章 第三节 课题名称 闭环控制系统的干扰与反馈 课 型 新授课 授课时间 课标要求 能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素、并作分析。 能画出一个简单的闭环控制系统的方框图……熟悉反馈环节的作用。 教学目标（核心素养） 1、知识与技能 （1）知道干扰因素的概念，结合实例，分析控制系统的干扰因素对控制系统影响的过程。 （2）知道常见的克服干扰因素的方法。 （3）能说出一个简单的闭环控制系统通过反馈方法抗干扰因素的过程。 2、过程与方法 通过典型案例的分析，了解反馈的工作原理和闭环控制系统的工作过程。 3、情感态度与价值观 通过对日常生活中案例的分析，感受干扰和反馈在生活中的存在和应用，为下一步控制的设计奠定基础。 教学重点 干扰因素、反馈的工作原理。 教学难点 干扰因素的分析、闭环控制系统通过反馈方法抗干扰因素的过程。 教学方法 案例教学法 讲授法 教学过程 教师活动 学生活动 二次备课 新 课 引 入 使用收音机播放一段音乐，在播放的过程中使用电磁信号对其进行干扰。 问题：大家在日常生活中遇到过这样的情况吗？这是怎么回事？请举例说明在日常生活中遇到类似的情况。 学生：举例。如手机信号对音响的干扰、对CRT显示器的干扰、电磁波对电视机的干扰、手机信号对飞机导航信号的干扰等。 可见，在日常生活中，干扰是时常存在的。 今天我们来一起学习第四章第三节《闭环控制系统的干扰与反馈》 听收音机，感受信号被电磁干扰后的变化。 教 学 环 节 教 学 环 节 （一）干扰因素 对于收音机这个控制系统来说，输入的是相应的频道，输出的是对应频道的音频信息，电磁信号对对其产生干扰，从而使其听众无法正常收听节目，那电磁信号就是此控制系统的一个干扰因素。 1、什么是干扰因素 干扰因素的概念：在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起输出量（被控量）变化的各种因素称为干扰因素。 ( 输入量 （给定值） 被控对象 输出量 （被控量） 干扰因素 ) 【说一说】骑自行过程中存在的干扰因素。 ( 给定温度 电冰箱 实际温度 干扰因素 )【马上行动】对于电冰箱的温度控制系统，下列情况是否属于影响其温度控制的干扰因素。 开电冰箱门 电冰箱所在房间的温度从20。C变到32。C； 把热菜或热饭放入电冰箱中； 在电冰箱外放一盆冷水 在以上案例中我们可以看出在控制系统中干扰因素可能有一个，也可能有若干个，有些干扰因素是由于环境造成的，有的干扰因素是人为原因所致的。 【思考】：在下表所列控制系统中，可能存在哪些干扰因素 控制系统干扰因素自动扶梯的升降控制系统利用滑轮组提升重物的控制装置蔬菜大棚的温度控制 在以上控制系统中所存在的干扰因素是我们希望存在的吗？不是，在一般控制系统中，干扰因素是需要克服的。而在有些情况下，却可以利用干扰因素实现某种目的。例如：在军事演习中，红方利用一定频率的电磁波对蓝方的信息指挥系统进行干扰，使之不能正常工作。在考试中使用屏蔽仪对手机信号进行屏蔽等。这些都是有意对控制系统施加干扰，使控制系统无法达到控制的目标，而不是控制系统本身需要干扰。 2、控制系统在工作过程中必须克服干扰，使被控量稳定。 克服干扰的基本方法： 【案例分析】：电视机 消除干扰。找出干扰源，切断干扰。 减弱干扰。 加强系统性能提高抗干扰能力。比较常见的方法是在控制系统中引入反馈。 （二）反馈 1、什么是反馈？ 在自动控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈（feedback）。 【案例分析】:电冰箱的温度控制 系统控制的目的输入量输出量 该系统是如何实现温度的自动控制的？ 感温包不断地 ... ...