控制系統的工作過程和方式(教學案例)
風速控制是該控制系統的輸入,扇葉轉速是該控制系統的輸出
(一個檔位對應著一個風速)
(2)自動門控制系統(p103) (教師講授)
工作過程:
1、當有人到達門前某一距離時,傳感器感知,并發出“有人”的信號;
2、 控制器接到傳感器傳來的信號后,經變換放大后傳給電動機(這里的電動機叫做執行器,也稱為驅動器)
3、 電動機根據傳來的開門信號轉動,門被打開(這里的門叫做被控對象,也稱為被控對象)
4、 控制器保持開門信號延時(如10s)后,自動發出關門信號,電動機反轉,門重新關閉。
(3)游泳池注水控制系統(師生共同分析)
如果進水管單位時間的水流量一定,那么游泳池水位的高度和進水時間是一一對應的,我們就可以通過設定注水時間,使游泳池的水位達到希望的高度。
小結:三個例子的共同點:控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響,這種控制系統稱為開環控制系統。
例子:蒙上眼睛,用手中的畫筆給畫添上鼻子或眼睛
十字路口的紅綠燈定時控制系統
控制系統展示:自制的恒溫箱控制系統
觀察
師:如何工作的?
生:給恒溫箱輸入設定溫度,通電后,日光燈發光,使恒溫箱的溫度達到設定溫度,當溫度超過設定溫度,恒溫箱的雙金屬片斷開,溫度下降,溫度低于設定溫度,恒溫箱雙金屬片連接,溫度上升。這樣,可以使恒溫箱保持設定的溫度。
師:該控制系統跟前面三個例子的工作過程是否一致?控制系統的輸出量是否對控制系統的工作過程產生影響?
老師引導,學生討論分析,恒溫箱的工作過程:
師:這種控制系統稱為閉環控制系統:我們把系統的輸出量返回到輸入端并對控制系統過程產生影響的控制系統稱為閉環控制系統。
分組討論交流:我們能否針對游泳池注水控制系統進行改進,改為閉環控制系統?
對個小組的改進給予點評及肯定,經過大家的權衡,選擇最好的方案:
例子:不蒙眼睛的情況下,畫鼻子或眼睛;投籃過程;馬桶水箱的工作過程等
師生總結開環控制系統和閉環控制系統的區別:
(1)工作原理的對比:
開環控制系統:控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響
閉環控制系統:系統的輸出量返回到輸入端并對控制系統過程產生影響
(2) 工作過程的區別:
開環控制系統:
閉環控制系統:多了比較環節和檢測裝置
(2) 信息傳遞過程:
開環控制系統:信息路徑一條:自輸入端傳至輸出端,不存在信息逆向流動。
閉環控制系統:信息路徑兩條:一條自輸入端傳至輸出端,另一條是輸出端信息經反饋環節返回到輸入端的比較環節,形成一個閉合的環路。
(一)本節課小結:(師生共同完成)
1、 什么是開環控制系統以及開環控制系統的工作過程。
2、 什么是閉環控制系統以及閉環控制系統的工作過程。
3、開環控制系統和閉環控制系統的區別。
1、 在進行教學設計時我發現要設計好本節課有一定的難度,因為本課內容、案例都較為抽象,較難突破知識的重點、難點。
2、 在教學中我發現教材的重組、優化是順利、完滿達成教學目標的關鍵,課本中的教學內容、素材必須經過優化和重組,使之更貼近學生的實際,讓學生更易于理解、接受和運用。
3、 通過教學實踐我覺得本節課的設計,方向很正確,通過師生共同分析5個案例,盡量密切聯系學生的生活實際,在課堂中引入了本學校自制的恒溫箱,可以引起學生的創作興趣和意識。