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

通用技术 必修 技术与设计2 第四章　控制及其设计 第二节 控制系统的组成和描述 教学背景 党的二十大报告指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”。 通用技术是一门与科学技术息息相关的学科。回顾人类的发展历程，从石器时代、青铜时代、蒸汽机时代直到当今的信息时代，技术进步改变着人类的生活和生产方式。我们的生活、工作、生产处处都要用到技术，例如我们手中拿的圆珠笔和钢笔就是多次技术改造的结果，使我们足不出户就可以了解世界的电视机也是技术发明的成果。认识技术、善用技术，已成为现代人必须具备的素质。 教学目标： 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。 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， 能够分析简单的被控对象的基本特征，确定被控量、控制量。 经历将基础知识应用于技术实践和创新的过程，同学们会养成实事求是、精益求精的习惯，能运用规范的技术语言和设计制作方法去解决一些实际的技术问题。 教材分析 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。 学情分析: 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。 教学重难点: 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。 教学策略: 本节课教学主要由教师通过实物图片和多媒体手段设置学习情境，并加以引导，让学生在过程中自主探究、自主建构设计原则知识并形成能力。 教学准备: 展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。 教学过程: 情景导入: 老师：本节课我们学习通用技术 必修 技术与设计2第四章控制及其设计 第二节控制系统的组成和描述。 对卫星进行控制的任务是由测控站完成的，测控站直接对卫星等航天器进行跟踪测量、遥测、遥控和通信等，它将接收到的测量、遥测信息传送给航天控制中心，根据航天控制中心的指令与航天器通信，并配合控制中心完成对它们的控制。除此之外，测控站也可根据设定的程序独立实施对航天器的控制。 测控站的设备包括外测系统、遥测系统、遥控系统、通信系统、电视系统、时间统一系统、计算机系统以及其他辅助设备等。可见，对卫星等航天器的控制是由一个非常庞大的控制系统完成的。 其实，我们的生活中也存在很多不同的控制系统，不同的控制系统有不同的组成、结构和控制过程，以达到不同的控制目的，如电灯控制系统、交通控制系统等。 导学思考 测控站控制系统由哪些部分组成 它是如何工作的 你能按照绘制流程图的方法对测控站控制系统进行表达吗 一、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，这些环节构成了一个系统，所以我们可以把它看作一个控制系统。 通过前面的学习，我们知道控制系统是多种多样的。为了方便对控制系统进行分析和描述，可用方框图的形式描述一个控制系统。在单次射箭和骑自行车的例子中，如果将人也看作系统中的一部分，则可分别用图4-3、图4-24描述它们的控制过程。 在图4-24中: 期望值（即基准量，又叫给定量）———道路的方向 大脑———比较器和控 ... ...