第四单元控制与设计第二节控制系统的工作过程与方式【教学目标】知识与技能熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程熟悉开环控制系统的基本组成，能画出一个简单的开环控制系统的方框图初步理解开环与闭环系统的区别过程与方法经历“回想—分析—联想—猜想”的思维过程，同学和老师充分沟通和交流，将前面所学的结构、流程、系统与控制的基本知识应用于具体问题的分析，培养创新精神。情感态度与价值观提高对生活中技术问题的敏感度和引发出探究欲望，并能保持积极审慎的态度。【教学内容分析】本节是在学生初步了解控制的手段及应用后，来进一步探讨什么是“控制系统”，以及控制系统的构成，工作过程与方式，并熟悉两种重要的控制系统：开环控制系统与闭环控制系统，熟悉他们的组成和工作的各个环节。【教学策略】结合我们的教学目标和内容，站在“系统设计”的角度上，我们采用“情景引入---问题分析---归纳总结”的模式，采用绘制“知识结构脑图”的方法。在重要的“问题分析”环节上立足于“控制系统设计的目的性”，让学生抓住问题的主要矛盾，“归纳总结”阶段着重引导学生完善知识框架。让学生在自主探索中经历思维升华的过程。利用2个课时来分段完成【教学过程】1、回顾引入事物发展的结果可能是人们预先期望的，也可能与预期的目标不相符，甚至是不希望得到的。如果人们想达到某一特定的目的，就必须运用控制的手段来实现。要想进一步了解控制，我们首先需要分析控制的对象是什么；控制要达到什么目的；采取什么控制手段。然后，控制的实现又是通过哪些具体的环节呢？（案例分析）教室电灯的开关控制自行车速度的控制电风扇风速的控制（学生活动）控制事例控制的对象控制的目的控制的手段电灯的开关控制电灯电灯的开关拨动开关自行车速度的控制自行车速度的调节改变踩动脚蹬的力电风扇扇叶转速快慢的控制电风扇调节速度换档2、分析上述控制案例的环节，得出控制系统的概念。任何一种控制的实现，都要通过若干环节，这些环节构成一个系统，称为控制系统。控制系统的输出与输入有一定的对应关系。（学生活动）与老师一同分析得出控制系统的定义并分析电饭煲、脱粒机、红外线自动水龙头这三个事例是否属于控制系统输入输出电饭煲是做饭/保温相应的温度脱粒机是接通电源的电信号脱粒的量红外线自动水龙头是红外装置检测人手信号出水量3、引入开环控制系统的定义游泳池注水控制系统中，如果进水管单位时间的水流量一定，那么游泳池水位的高低与进水的时间一一对应。我们可以利用定时器来控制进水阀门的开启与关闭。为了分析控制系统的方便，我们可以使用方框来表示系统的环节，用单向箭头（单向信号线）来表示系统信号传递的方向。这样画出的控制系统的方框图可以表示系统的各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。定时器对输入的注水时间进行处理并发出控制命令，控制进水阀门往游泳池里面的注水量。注：在把游泳池注水控制系统进行分解的时候，分析的时候要注意措词，使学生对“控制”，“执行”，“被控”，“控制量”这样一些名词提前有所感知。（学生活动）深入注水系统控制内部，来理清关系，划分相关的部分。并参照该例子完成103页“自动门控制系统”方框图在上面的例子中，信息总是自输入端单向传至输出端，不存在信息逆向流动，象这样的控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统成为开环控制系统。4、抽象出开环控制系统的方框图（学生活动）理解开环控制系统的特征。P112页“水泵抽水控制系统”5、利用游泳池注水问题引入闭环控制系统进水管的水压会在注水过程中发生变化，比如水压会变小，此时若还使用前一种注水系统，会导致什么问题？（学生活动）设定的时间到了，游泳池的水还没有达到预期的水位。（引导分析）如何解决这一问题？设计该控制系统的目的：在存在干扰因素的情况下，如何克服干扰，达到预期目标。在存在干扰的情况下，我们可以想办法消除掉它对被控对象的影响，使事态的发展回归正途。我们可以借鉴如下的例子：我们来分析一下人拿杯子这个动作完成的过程。人在打算拿桌子上的杯子时，首先要看一下，杯子的位置与自...
