简单开环控制系统的设计与制作江苏省锡山高级中学吕士媛本节课的教学环节开环控制及其特征简易开环控制系统的设计思路制作一个简单的开环控制系统（电路部分）（复习）在产品设计中，大部分都离不开控制。教室里有哪些控制？（从人的需求出发）教室里需要风扇教室需要灯光灯光电路控制系统风扇控制系统……在教室里，我们需要一个可调速度的风扇。风扇风速马达控制器风扇的档位输出量输入量控制器执行器被控对象采用方框表示系统的环节用单向信号线表示信号传递的方向。控制系统的方框图可调速的风扇模型一个输入对应一个输出它的输出量不对控制过程产生影响七色光控制系统模型开环控制系统：像这种信息只从输入端传递到输出端，而且系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这样控制系统称为开环控制系统。控制系统分类：开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统的特征：一个输入信号对应一个输出信号。如何去设计一个简单的开环控制系统呢？从需求出发现实生活中的真实情景1.某个贵重物品，最佳状态是水平状态，如果某一天因某种原因发生微小角度的倾斜，我无法用肉眼识别，怎么办？一旦发生倾斜，后果不堪设想。2.广场舞的阿姨们有个困惑，她们希望自己在夏日夜晚跳舞时，手中的扇子能根据她们摆动的动作而发生灯光明暗的变化。3.在妈妈的生日晚会上，王同学想设计一个魔术，徒手将生日蛋糕上的电子蜡烛点燃，给妈妈一个惊喜！第一步：寻找生活中的真实情景第二步：根据真实情景，分析控制系统，指定设计方案，并找出所需材料。在妈妈的生日晚会上，王同学想设计一个魔术，徒手将生日蛋糕上的电子蜡烛点燃，给妈妈一个惊喜！被控对象是LED灯徒手让灯亮，不需要触碰之类的开关灯、电路亮或者灭输出输入？控制系统方框图12VLED灯带12V大约130MA被控对象12V的LED灯带输出量发出什么颜色的光？输入量？12v的电源光以什么样的方式发出来……LED灯带可以发出七色光：红R绿G蓝B红+绿=黄绿+蓝=青红+蓝=品红红+绿+蓝=白色输出量输入量提炼关键词拨动开关水声音磁铁倾斜振动压力是产品创新设计的重要组成部分……这些部分是需要我们想出来的。干簧管、磁控开关可以直接接入电路中LED灯带12VRGB磁控传感器电源电源正极LED灯带正极电源负极第三步：根据控制系统分析，画出焊接草图。引脚与导线如何焊接？三根导线如何焊接在一起？可以直接接入电路中振动传感器如何用小的电流去控制大电流的电路呢？增加一个三极管（S9013）和电阻47千欧电源负极LED色光LED灯带的正极和电源的正极LED灯带12VRGB电源电源正极LED灯带正极电源负极三极管振动传感器电阻两根导线相连接？三根导线如何相连接？第四步：根据焊接草图，利用焊接工具进行焊接。如何使用这些工具呢？第一步：寻找生活中的真实情景第三步：根据控制系统分析，画出设计草图。第二步：根据真实情景，分析控制系统，制定设计方案，并找出所需材料。第四步：根据设计草图，进行控制模型制作。1.两根电线如何焊接？2.导线与引脚如何焊接？3.三根导线如何焊接？4.如何使用剥线钳和电烙铁？分析过程中所遇到的问题：请每组同学根据所拿的材料袋，开始进行电路部分的焊接。请同学展示一下他们的电路部分作品并进行自评。1.是否解决了生活中的真实情景问题？2.控制系统的电路部分设计的是否合理？3.控制系统的电路部分焊接工艺是否正确？4.通过这次简单的电路设计与制作，你能否说出简单开环控制系统的分析思路？5.能否通过自己的作品，体会到开环控制系统的特征（一个输入对应一个输出，输出量对控制过程不产生影响）？本节课要点回顾：1.开环控制系统及其特征。2.设计简单的开环控制系统的思路有哪些？3.利用给定的材料，制作一个简单的开环控制系统。4.在制作过程中，学会了使用恒温电烙铁以及剥线钳等工具。进一步巩固了以前所学的如何正确上锡的操作技巧。请同学们将工具归类，关闭电烙铁和电源，将材料和工具归到收纳盒中，并将垃圾放进垃圾桶。谢谢合作！
