控制與設計（通用16篇）
控制與設計 篇1
[知識要點]
一、控制的含義
人們根據自己的目的，通過一定的手段，使事物沿著某一確定的方向發展，就形成了控制。這里的手段就是控制技術。現代控制技術是指自動控制技術。自動控制是科學和技術的一個重要分支。自動控制系統能在無人直接參與的情形下運行，并承擔人的某些職能。
二、控制的意義
控制技術的廣泛應用，提高了產品質量，降低了生產成本，增長了勞動生產率，使人們從繁重或危險的體力勞動和重復的手工操作中解放出來。
三、控制系統典型案例分析
1.自動門
(1) 系統組成
①門
②電動機
③控制器
④傳感器
(2)工作過程
(1)當有人到達門前某 一距離（如1米）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，也稱為控制對象，簡稱對象）；
(4)控制器保持開門信號延時（如 10 s）后，自動發出關門信號，電動機反轉，門重新關閉。
2.水箱水位控制
(1)控制方式
①人工控制
②自動控制
(2)系統組成
①人工控制：水箱(包括水箱內的水)、進水閥門。
②自動控制：水箱(包括水箱內的水)、閥門、連桿機構、浮子(俗稱水漂)。
(3)工作過程
①人工控制：當水面低于設定水位時，人打開閥門放水人水箱，人眼監視水面高度。當水面達到設定的水位時，人關閉閥門。
②自動控制：當水面低于設定水位時，浮子下落，閥門打開，進水；浮子監測水面高度，并隨著水面升高而浮升。當水面達到設定的水位時，浮子傳感，通過連桿機構，將閥門關閉。
當水位差（給定水位與實際水位之差）不為零時，此信號經連桿機構使閥門打開，放水入水箱；同時，浮子將實際水位的信號反傳給比較環節，從而形成水位差信號。當水位差為零時，閥門將關閉，不再進水。
四、開環控制與閉環控制
1.含義
案例(水箱水位自動控制)中，信息流經一個閉合環路，這類系統稱為閉環控制系統。閉環控制系統中，將輸出信息反傳給比較環節的做法，稱為反饋。而另一案例(自動門)中，沒有反饋，也就不存在閉環，這類系統稱為開環控制系統。
2.比較
種類 構成 本質 精度 抗干擾 輸出量對輸入的影響
開環控制 無反饋 前向通道 低 弱 無
閉環控制 有反饋 前向通道反饋通道 高 強 有
五、控制系統的基本組成與工作過程
1.控制系統的基本組成
簡單的控制系統由被控對象和控制裝置兩部分組成，。控制裝置，包括傳感器、控制器、執行器等環節，對于閉環系統來說，還包括反饋環節與比較環節。
2.閉環控制系統的工作過程
對于閉環控制系統來說，輸人信號和反饋環節傳回來的反饋信號相比較，產生偏差信號,控制器根據偏差信號的大小和極性（正或負），產生控制作用，傳給執行器,執行器將此信號放大、變換后，傳到被控對象上,被控對象受執行器傳來的信號（稱為控制信號）的驅動，產生輸出信號；同時，反饋環節又將感知到的被控對象的輸出信號，經變換后產生反饋信號。
六、控制系統框圖
1.繪制框圖的方法
①按下面的順序確定系統各個環節： a——被控對象，b——執行器，c——控制器，d—一反饋環節（對閉環系統而言，以下同）
②確定被控量（輸出量）、控制量、輸入量、反饋量和偏差量。
③用帶箭頭的直線表示信息在系統中流動、傳遞的方向與過程。
④加上比較環節，閉環。
有時，將控制器與執行器一起總稱為廣義控制器。
2.繪制的技巧
自右往左畫：先畫被控對象，再畫執行器，接著畫控制器、反饋環節，最后畫○ⅹ,連線閉環，并標注各量。
3.閉環控制系統框圖格式
七、與控制有關的幾個概念
二、控制系統框圖中的通道與環節的作用
1.通道
框圖中，信息流經的路徑叫做通道。對于閉環控制系統來說，有兩類基本通道，即前向通道和反饋通道。
(1)前向通道，信息流自系統輸入量，經比較環節、控制器、執行器，直至被控對象。
(2)反饋通道，信息流采自被控環節的輸出量，流經反饋環節，再反饋到系統的輸入端（比較環節）。
2.環節及其作用
(1)傳感器：也稱敏感器。實質上是一個監測元件。其功能與反射弧中的感受器類似。
(2)控制器：產生控制器輸出信號并傳送給下一個環節。而且還要起到信號的變換與放大作用。其功能與反射弧中的神經中樞類似。
(3)執行器：是控制器輸出信號的執行機構，也稱執行元件。電動機，是常用的執行器之一。它根據控制器的輸出信號產生旋轉運動，從而驅動控制對象作相應運動。執行器也可稱為驅動器。其功能與反射弧中的效應器類似
(4)比較環節，它根據輸人量與反饋量的大小與極性，產生偏差，再傳給控制器。
3. 干擾因素與干擾作用
外界環境的變化會對控制系統的運行帶來影響。這種外界環境的變化叫做干擾因素，干擾因素通常標注在框圖中的被控對象上。這類影響叫做干擾作用。
一個控制系統的干擾因素不止一個，所有的控制系統的工作運行，都會受到干擾因素的影響。干擾因素對控制系統的影響，有時是破壞性的，甚至是致命的。例如，過高或過低的環境溫度，可以使人生病，甚至死亡；過于惡劣的氣候條件會威脅飛機的飛行安全。
4.干擾與抗干擾性
(1)干擾
控制系統的外部環境或條件對系統的工作準確性產生的影響。
(2) 抗干擾性
如果一個控制系統能夠很好地避開或抑制干擾，使干擾對系統產生的影響很小，我們就說這個系統抗干擾性強。
[典型例題分析]
1.小強用恒溫箱進行實驗時，發現恒溫箱的溫度持續升高，無法自動控制。經檢查，恒溫箱的控制器沒有故障。參照右圖，下列故障判斷正確的是( )
a.只可能是熱敏電阻出現故障
b.只可能是溫度設定裝置出現故障
c.熱敏電阻和溫度設定裝置都可能出現故障
d.可能是加熱器出現故障
解答：此題旨在考查簡單控制系統的設計與分析。答案：c
2.某辦公樓大廳采用自然光照明，控制系統如下圖，大陽光經過反光鏡反射到反光球面鏡上，反光球面鏡再將光線反射到大廳，從而達到采集自然光的目的。當大陽移動后，光線到達反光球面鏡的位置也隨之發生偏移，相應的傳感器就會受到光照產生電信號，控制器根據不同傳感器送來的信號控制反光鏡作相應的調整。( )
(1)該系統是開環控制系統還是閉環控制系統？
(2)該系統中，被控對象是_____________。
(3)控制器與人體哪個器官的功能是類似的？
(4)請再寫出兩種利用太陽能的產品。
解答：(1)判定是開環控制或閉環控制，主要看其工作過程中有無反饋，或輸出量對控制有無影響。依題意可知該系統為閉環控制系統。
(2)依題干可知被控對象是反光鏡
(3)大腦
(4)太陽能熱水器、太陽能電池、太陽能飛機、太陽能路燈等
[探究互動]
一、選擇題
1.下列控制系統中，屬于開環控制系統的是( )
a.電冰箱的溫度控制
b.高級筆記本電腦里風扇的轉速控制
c.現代化農業溫室的溫度控制
d.紅綠燈定時控制系統
2.按時間順序進行控制的“交通路口紅綠燈控制系統”，系統中被控對象是( )
a.控制電路 b.紅綠燈
c.開關裝置 d.路面車輛
3.下列屬于閉環控制的是( )
a.電燈 b.電視機
c.電風扇 d.空調機
4.在電冰箱的溫度控制系統中，下列情況不屬于影響其溫度控制的干擾因素( )
a.開電冰箱門
b.電冰箱所在房間的溫度從20攝氏度變到32攝氏度
c.熱菜或熱飯放入電冰箱中
d.在電冰箱外放一盆冷水
5.在公共樓道里，常安裝聲控燈，既方便，又節電。從控制系統方面來分析，聲控燈是( )
a.閉環控制系統 b.開環控制系統
c.聲音控制系統 d.循環控制系統
6.電冰箱能夠將溫度控制在一定范圍內，從而保持蔬菜新鮮。電冰箱所采用的設計思想是( )
a.沒有反饋信息的控制
b.有反饋信息的控制
c.系統設計流程化
d.系統設計結構化
7.“長征”火箭能把各種衛星準確送入太空軌道，“神舟”飛船能準確地返回地面，這些高技術成果的核心技術之一是( )
a.抗干擾技術 b.流程設計技術
c.控制技術 d.系統優化技術
8.使用電飯煲能方便地蒸出香噴噴的米飯而不糊鍋。電飯煲的設計思想采用了( )
a.開環控制 b.閉環控制
c.結構設計 d.實用設計
9.進入閱卷機的答題卡如果破損或被污染了（特別是黑白相間的“同步框”區域），或者被折疊了，閱卷機會自動停止，同時微機屏幕上顯示有關的提示。這屬于( )
a.開環控制 b.閉環控制
c.分支控制 d.順序控制
10.現代技術大多是自動控制的，“鷹眼”導彈 能自動尋找目標，識別目標，分析這個過程，其控制的對象是( )
a.操作員 b.導彈 c.彈頭 d.目標
11.衛生間的抽水箱，當放水沖刷時，水箱水位下降，浮球也隨之下沉，這時與浮球以杠桿相連接的活塞式進水閥門打開，開始注水。水位升高，浮球上升，進水閥門逐漸關小，浮球升到一定位置，進水停止。這種控制系統是( )
a.閉環控制系統 b.開環控制系統
c.浮球控制系統 d.活塞控制系統
12.下面控制系統中，屬于閉環控制系統的是( )
a.電風扇機械定時開關控制系統
b.電子門鈴控制系統
c.加熱爐溫自動控制系統
d.自動門
13.新型電熱水壺水開自動斷電的工作原理為：裝水后接通電源，發熱器對水進行加熱，當水沸騰時，產生的蒸汽沖擊開關的雙金屬片，使其受熱膨脹變形，彈開開關觸點，斷開電源。該控制系統中的控制器是( )
a.開始通電時的手動開關
b.用于水干時斷電的防干燒溫控器
c.由雙金屬片等組成的蒸汽開關
d.由電熱管組成的發熱器
14.用電視遙控器選臺屬于( )
a.人工控制 b.自動控制
c.氣動控制 d.液壓控制
15.控制系統中屬于自動控制系統的是( )
a.按鈕開關控制 b.普通自來水龍頭
c.花房恒溫控制 d.汽車駕駛
二、填空題
1.下列生活中的控制系統各屬于什么類型？請將序號填入相應的空格
①聲控燈 ②電鈴 ③電飯煲 ④飲水機 ⑤空調 ⑥冰箱
開環控制系統有
閉環控制系統有
2.“嫦娥一號”衛星在運行過程中，太陽能帆板和天線都要不停地調整方向，為的是精確地對著太陽和地球，它們的控制系統都屬于 環控制系統。
3.根據消防要求，倉庫、圖書館、輪船甚至家庭等處，都需要安裝火災自動報警控制系統，如發生火災，控制系統就能檢測到室內濃烈的煙霧，從而報警，請將下列火災自動報警控制系統的控制過程框圖補充完整。
煙霧→感應控制器→ →報警器→
4.老鷹抓兔子時，老鷹的控制系統主要由眼睛、大腦和翅膀三部分組成。老鷹的眼睛在盯住兔子的同時，也注意自己的位置，并把二者作一比較。比較后的信號代表老鷹的位置與兔子的位置的差距，這種差距信號傳遞到大腦，大腦接收這種信號后，經過處理，變換相應的控制信號，指揮翅膀改變鷹的俯沖度及方向，一直到逮到兔子。老鷹的控制系統是 （開環/閉環）控制系統。該系統中，控制器是 。該控制系統要達到跟蹤的目的，須建立反饋機制，該機制中的反饋環節是 。
5.控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入端并進行比較的過程，就是 。
6.在水箱水位自動控制系統中，其連桿機構、閥門、水箱等結構從功能上看，分別屬于控制系統的 、 、 環節，浮子的作用是 ，這是一個 控制系統。
7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 控制系統。
[參考答案]
一、選擇題
1.d 2.b 3.d 4.d 5.b 6.b 7.c 8.b 9.b 10.c 11.a 12.c 13.c 14.b 15.c
二、填空題
1.①② ③④⑤⑥
2.閉
3.控制器 報警
4.閉環 腦 鷹眼
5.反饋
6.控制器 執行器 被控對象 檢測輸出量和輸入量之間的差值（反饋作用） 閉環
7.開環
控制與設計 篇2
一、控制的含義：控制是人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發展。
師：師生分析控制的三要素：有目的、有對象、有手段
舉例：一群孩子一塊玩，有一人想控制其他 遙控器、電燈開關……
大禹治水：[目的]泄洪 [手段] 疏通河道，泄洪為主 禹的父親鯀（gǔn）
二、控制的分類
人工控制：人工紡紗、普通自來水龍頭，旋轉按鈕打開電燈、駕駛汽車等；
自動控制：數控機床、飲料自動裝罐生產線、花房恒溫控制、十字路口紅綠燈的轉換等 ，按照執行部件的不同，控制分為：機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等 ；
對于自動控制，按控制方式分為：開環控制、閉環控制
1、開環控制——我行我素（學生理解的用成語表達開環控制系統的特點，有趣）
控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響。如：紅綠燈、電風扇的速度控制
聯系《算法與程序設計》，是順序結構
[實例]自動門的控制系統：人走近門時，門上方的紅外裝置檢測到人體熱輻射發出的紅外信息，控制電路接收到該信號后，便會發出相應的指令，啟動電機運轉，從而帶動門自動開啟，當門開啟后，控制電路將做出判斷，如果沒有人在門四周，就通知電機做反向運轉，使門關閉。
[分析]輸入量（給定量）：紅外裝置是否檢測到人體熱輻射發出的信號；控制器：電路；執行器：電機；被控對象：自動門；輸出量：門開啟或關閉
2、閉環控制——隨機應變、見風使舵
把系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響。
聯系《算法與程序設計》，是循環結構
實例：飲水機
簡單的自動水位控制裝置
在工廠化的家禽飼養中，由于飼養的空間很小，家禽密度很高，飲水槽不可以做的很大，否則將被家禽踐踏而使引水受到污染。但又要保持有充足的水量，不斷的自動補充新鮮的飲水。解決這個矛盾的辦法就是需要一套自動水位控制系統，使得很小、很淺的飲水槽中始終有水而且水位維持不變。
這個水位控制系統其實非常的簡單，基本結構如下圖所示
由于蓄水桶上方密閉的空間氣壓比外界大氣壓強低，所以能夠保持蓄水桶中的水位高于水槽中的水位，當水槽中的水被飲用之后，外部的空氣將通過蓄水桶的下方桶口進入到桶上方的密閉區域中，增加了密閉區的壓強，蓄水桶中的水位降低，補充了水槽中的水，直至水槽中的水平面高過蓄水桶下方的桶口。
這個水位控制系統，非常可靠，而且極其簡單，似乎沒有如前所述的檢測裝置和反饋環節。
其實，這個系統巧妙地利用了空氣壓力的變化作為“檢測信號”，蓄水桶下部桶口的邊緣高度就是水位的“給定量”； 進入到桶上方的密閉區域中的空氣就是“反饋信號”，通過空氣的反饋，達到控制水位的目的，非常巧妙的設計。
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三、干擾的概念
1.
【涵義】：干擾就是對控制系統的行為造成影響的有害的信號及擾動，即除給定量外，引起被控量量值變化的各種因素。
要點：系統行為、被控量量值變化；引起變化的各種因素。
干擾因素
真正的控制系統在運行的過程中還會存在很多的因素影響。在控制系統中，除輸入量以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。
（1）在電冰箱的溫度控制系統中，下列情況是否屬于影響其溫度控制的干擾因素：
10)this.width=10" border=0 twffan="done"> 開電冰箱門。
10)this.width=10" border=0 twffan="done"> 電冰箱所在的房間的溫度從20℃升高到30℃
10)this.width=10" border=0 twffan="done"> 把熱菜或熱飯放入電冰箱中
10)this.width=10" border=0 twffan="done"> 在電冰箱外放一盆冷水
[拓展知識]通過講解冰箱工作原理幫助學生理解電冰箱所在房間的溫度從20℃升高到30℃是干擾因素；熱菜或熱飯不能放入冰箱，蜂蜜本身具有抑制細菌生成的功能，所以不必將其放入冰箱內。
（2）騎自行車的干擾因素：逆風、上坡路……
四、反饋：（比較容易理解）出現在閉環控制系統中，舉例機器人撲滅蠟燭
【思考與分析】
（1）在出現干擾的情況下，開環控制系統和閉環控制系統哪種受干擾的影響小？為什么？
是開環控制系統，它本身不能對被控量的偏差進行調整和補償
（2）舉出一些由于干擾而使控制系統受到影響的例子。
大雪天出行、病毒攻擊、手機干擾、飛機
手機輻射較大時的幾種情況：
a 一格電時 b 充電時 c 剛接電話的瞬間 d 開關機的瞬間
五、控制系統設計
功能模擬法（人機對奕）
黑箱方法（中醫“望聞問切”、挑西瓜）
六、跟蹤練習
題目中涉及到atm自動取款機：聯系“許霆案”，和學生討論當你到自動取款機取款，遇到類似的情況，怎樣處理？學生很感興趣，多數學生對法院判其無期徒刑不理解，順勢給學生講了已經構成盜竊國家金融機構罪。
控制與設計 篇3
奉化市教師進修學校黃育稼
第四單元控制與設計
一、課程標準內容
本單元內容體現了《通用技術課程標準》以下幾點要求：
1、理解控制的含義及其在生產和生活中的應用。
2、分析典型的案例，了解手動控制、自動控制，熟悉簡單的開環控制系統和閉環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。
3、能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖，理解其中的控制器、執行器等環節的作用，熟悉閉環控制系統中反饋環節的作用。
4、能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素，并作分析。
5、了解簡單的被控制對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制設計的方案。
6、能根據開環控制系統的設計方案，制作一個控制裝置；或者能根據簡單閉環控制系統的設計方案進行實施或模擬實施，學會調試運行，提出改進方案。
二、教學要求
第一節 控制的手段與應用
基本要求
1、理解控制的含義，明確控制的目的和對象。
2、了解控制的手段，知道人工控制和自動控制。
3、理解控制在生產和生活中的應用。
第二節 控制系統的工作過程與方式
基本要求
1、會分析典型案例，知道簡單的開環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。
2、知道閉環控制系統的基本組成，能畫出簡單的閉環控制系統的方框圖，并知道其中的控制器和執行器的作用。
第三節 閉環控制系統的干擾與反饋
基本要求
1、能結合案例，找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素。
2、理解反饋的含義，知道閉環控制系統中反饋環節的作用。
3、知道閉環控制系統的工作過程。
4、了解功能模擬方法和黑箱方法。
第四節 控制系統的設計與實施
基本要求
1、了解簡單的被控對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制系統設計方案。
2、能根據開環系統的設計方法，制作一個控制裝置。
三、設計思路
本單元所研究的控制與設計，是在前一單元系統與設計基礎上的延伸。本單元從學生熟悉的生活事例入手，運用案例分析方法，由淺入深在展開控制的概念、控制的應用、開環控制系統和閉環控制系統的工作過程以及簡單控制系統的設計等。有利于學生掌握控制系統的基本知識與運用。
無論是自動機器，還是神經系統、生命系統，以至經濟系統、社會系統，撇開各自的質態特點，都可以看作是一個自動控制系統。在這類系統中有專門的調節裝置來控制系統的運轉，維持自身的穩定和系統的目的功能。控制機構發出指令，作為控制信息傳遞到系統的各個部分（即控制對象）中去，由它們按指令執行之后再把執行的情況作為反饋信息輸送回來，并作為決定下一步調整控制的依據。
在社會生活中，控制具有十分重要的實踐意義，通過對控制系統中控制的目標、控制的過程和控制的機理等的理解，有助于學生運用簡單的控制方法解決現實生活中遇到的相關問題，發展學生良好的邏輯思維品質。
第一節控制的手段與應用，通過大禹治水、射手射擊等控制的事例，說明人們要實現自己的意愿或目的，就要通過一定的控制手段。通過控制在人們日常生活和生產中運用的實例分析，進一步明確控制應用的廣泛和重要。
第二節控制系統的工作過程與方式，通過水泵抽水、自動門等案例，理解開環控制系統的特點是輸出量直接受輸入量的控制，從游泳場的水位控制案例理解閉環控制的關鍵是增加了一個對輸出量的檢測裝置，使輸出量能反饋到輸入端并與給定量比較，從而使輸出量穩定在一定范圍內。
第三節閉環控制系統的干擾與反饋，干擾因素和反饋是閉環控制系統中的兩個重要的核心概念，閉環控制系統是通過反饋環節克服干擾因素而使系統達到穩定。功能模擬方法和黑箱方法是控制論的主要方法。功能模擬法以功能行為相似為基礎而建立模型，為仿生學、人工智能、價值工程提供了科學方法，黑箱方法是通過考察系統的輸入與輸出關系認識系統功能的研究方法，是探索復雜大系統的重要工具。
第四節控制系統的設計與實施，分別通過簡單的開環控制系統和閉環控制系統的設計案例，使學生了解控制系統設計的一般思路和步驟，通過自動升旗控制裝置的設計強化學生對設計的多方案的理解。
四、教學準備
1、相關學科知識。本單元要求學生具有初中物理學科電學基礎知識。
2、教學器材和材料。本單元需要的教學設備和器材主要有，學生技術試驗用齒輪、齒條、硬紙板、線、剪刀、可調光臺燈的試驗電路板和配套電器元件等。若教師選擇其他試驗載體，則應準備相應器材、材料和工具。
五、課時安排
本單元建議使用8課時，具體安排可參考下表。
節次 內容 建議課時數
第一節控制的手段與應用 1
第二節控制系統的工作過程與方式 2
第三節閉環控制系統的干擾與反饋 3
第四節控制系統的設計與實施 2
合計 8
六、教學建議
1、本單元的教學內容有一定的難度，教師需查閱有關自動控制方面的書籍，熟悉有關自動控制的專業知識，理解控制系統的基本理論和工作原理，重點對開環控制系統和閉環控制系統其及它們之間的異同進行研究和分析，教學中要注意深度、難度的把握。
2、應充分挖掘日常生活中運用控制的事例，啟發學生從實例出發理解控制系統的工作原理。特別是控制系統的方框圖的繪制，應結合學生生活實際選取典型案例進行分析和講解。教師除了選擇教科書中的試驗和設計案例外，還可根據學生對控制系統的理解水平，有針對性地選擇其他小試驗和設計載體，并指導學生收集資料和實物。
3、教師在教學設計中，應恰當安排課內時間，對于學生方案設計的討論和點評，可放在課內進行，而方案設計的思考過程以及設計作品的制作形成過程，則可以“家庭作業”的形式放在課外，以解決課時不夠的問題。
4、教學中要重視在作品制作過程中的用電安全管理。
5、建議第一節可安排適當的小組討論，列舉控制在日常生活中的應用，討論的對象應該是學生熟悉的電風扇、自行車、洗衣機等；第二節可安排小制作，如教材中提供的“活動猴”的制作，也可以采用其他項目；第三節可讓學生在討論分析的基礎上，畫出相關控制系統的框圖；第四節讓學生設計方案，并進行制作。
七、教學評價
1、對學生技術試驗的評價，應注意緊扣試驗目標和試驗要求進行，例如制作小猴動作控制的小試驗，教師評價學生試驗是否成功的首要標準應該是小猴的動作是否與線的拉動有對應關系，也就是這一控制系統的輸入與輸出之間的對應關系，而非小猴做得是否逼真可愛，進而還可進一步評價當給以較小的輸入量時，是否有輸出動作對應。
2、對學生設計制作的作品評價也應如此。通過觀察學生在完成實際的設計制作任務時的表現，來評價其知識技能和方法的掌握程度、運用技術解決問題的能力等。表現性評價強調的是做而不是知道，一般較少有單一正確的答案，多種行為表現和問題解決的方案都可以認為優秀。
3、本單元結束后，將面臨著學生的學分認定。學分認定當然是過程評價與終結評價相結合。過程性評價可以根據學生在本模塊學習過程中的表現記錄進行衡量。終結評價不排除書面測試這種方式，關鍵是教師應事先規劃測試的內容、目標、不同內容所要求的能力層次和恰當的題量，并設計有效的測試題目。教師在終結評價時還應設計1——2道操作試題，試題的設計一定是使學生在一定時間內可做完，并能客觀地反映學生操作水平的題目。
控制與設計 篇4
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第四單元控制與設計
第三節 閉環控制系統的干擾與反饋
一、教學內容分析：
本節是在學生對控制系統有一定認識的基礎上具體的闡述閉環控制系統的干擾與反饋的辨證關系，是全書的重點章節，也是控制系統的具體應用章節。為以后學習的控制系統的設計等內容奠定了理論基礎。
本節內容在《控制和設計》中起到舉足輕重的作用，不僅可以使學生對閉環控制系統中的反饋（feedback）有很深的認識，而且也為閉環控制系統的設計與實施打好基礎。本節教材主要包含三部分內容：干擾因素、反饋、功能模擬法、黑箱法。本節是本單元的重點，也是一個難點，分析干擾因素及反饋給控制系統帶來的影響，綜合了本單元前兩節的知識。從模塊角度看，該節融合了該模塊第二單元流程與設計，以及第三單元系統與設計的內容，控制過程本身的工作過程就是一個流程，閉環控制系統大致包括控制環節、執行環節、反饋環節和比較環；反饋也體現了系統的環境適應性，因此，本節是本模塊的綜合應用。本單元是本課程知識的綜合應用，綜合了必修1、必修2的知識，講了閉環自適應控制，體現了技術以人為本的理念。
二、教學對象分析：
學生對控制機理比較陌生，整個教學都應以案例分析為主，所舉案例應力求簡單。
三、目標：
1.知識與技能：
（1）能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素，并作分析。
（2）熟悉閉環控制系統中反饋環節的作用。
（3）熟悉閉環控制系統的工作過程。
（4）了解功能模擬方法和黑箱方法在控制系統中的應用。
2.過程與方法：
用方框圖分析生活中常見控制系統，通過實踐、游戲、討論、分析、講授法、問題教學法、小組討論法、設計教學法等方法使學生懂得反饋在閉環控制系統中的作用，了解功能模擬方法和黑箱方法在控制系統中的應用；結合案例分析影響簡單控制系統運行的主要干擾因素及克服方法。
3.情感態度價值觀：
通過學習，聯系生活，能具體問題，具體分析，能在生活中應用反饋原理，調節自身的心理、學習與生活。培養學生的觀察能力，體驗學習樂趣。滲透安全教育、德育教育、環保等教育。
四、教學重難點：
1.教學重點：
干擾因素；反饋與閉環系統的工作原理；開環控制系統與閉環控制系統的選用。
2.教學難點：
干擾因素的判定；閉環系統的工作原理；功能模擬方法、黑箱方法。
五、教學概述：
通過人們熟悉的例子來說明在控制系統中除輸入量以外能引起被控量變化的各種因素都是控制系統的干擾。用方框圖分析生活中常見控制系統，通過實踐、游戲、討論、分析等方法使學生懂得反饋在閉環控制系統中的作用。
....
控制與設計 篇5
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第四單元控制與設計
第一節 控制的手段及應用
一、教學內容分析：
本節內容是蘇教版《技術與設計2》第四單元第一節“控制的手段與應用”，主要內容有“控制的手段”、“控制的應用”，其中控制的應用在《控制與設計》這一單元中具有較重要的地位和作用，要求學生能從應用的角度來理解控制的含義。通過案例的分析，歸納出對控制的認識，學會用整體的、互相聯系的觀點解決實際生活中的問題。本節內容有助于提高學生的觀察能力和分析能力，在日常生活中有廣泛的應用，并且為后續的教學內容――“控制系統的設計”作準備，有著承上啟下的作用。
本節內容："1.控制的手段"、 2. "控制的應用"
二、教學對象分析：
學生已具有了流程與系統的基本理念，具有了觀察和使用簡單控制系統的生活體驗，這些知識和經驗為教學提供了條件，結合教材的深入講解，學生不會感到知識的跳躍性過大。
三、目標：
1.知識與技能：
1、理解控制的含義。
2、了解控制的手段。
3、理解控制在生產和生活中的應用。
2.過程與方法：
通過視頻導出新課，通過案例分析和課堂討論理解控制的含義和了解控制的手段，并知道控制的應用。
3.情感態度價值觀：
通過對控制現象的分析，對控制技術產生強烈的興趣和好奇心，并把它轉化為對后續知識學習的動力。
形成認真嚴謹的態度，一定的創新精神和實踐能力，進而樹立正確的設計理念。
四、教學重難點：
1.教學重點：
（1）理解控制的含義，理解手動控制與自動控制。
2.教學難點：
發現并理解生活中的控制現象，對其分析并明確控制的"三要素"。
五、教學概述：
1.通過對典型案例的分析與討論，讓學生了解控制的含義及其在生活、生產中的作用。
2.組織學生閱讀、討論、分析，知道如何從生活中所遇到的和所觀察到的事物中識別出各種受控對象。
2課時。
六、教學器材：
典型案例圖片收集，課件制作，收集相關視頻材料。
七、教學過程：
一）引入新課：
想一想：分析下列事物發展與變化的多種可能性：
鮮花：
魚塘：
成熟的西瓜：
結論：事物的發展與變化呈現多樣性，發展結果可能是人們預先期望的，也可能與預期的目標不相符，甚至是不希望得到的，如果人們想達到某一特定目的，就必須借助適當的手段來實現。
第四單元控制與設計
第一節控制的手段及應用
二）新課教學
一、控制的手段:
用一些典型的、生活中的例子讓學生了解控制是普遍存在，對控制有初步的認識，打破其神秘感。
現代社會中控制的例子：
學校：學校的音樂鈴聲、多媒體教學系統、音樂噴泉系統、后門口自動伸縮門等。
家庭：冰箱、電飯煲、微波爐等、自動傘、自動熱酒壺。
社會：飲水機、幻彩聲控燈、驗鈔機、干手機、交通信號燈、電子警察、電梯、程控電話交換機等
古代社會中的例子：
案例1：大禹治水（圖片）p096
問題：大禹治水過程中，通過什么手段實現了什么樣的目的？
事例
對象
目的
手段
結果
古代治水
洪水
遠離洪水
壘壩筑堰，填塞洪水（堯）
愈治愈泛、被帝治死
疏通河道，泄洪為主（禹）
水患大治、傳奇英雄
現代治水
加深加寬過水平面，炸除礁石，建堤防，河道整治，植樹造林，保護流域生態環境
答案：通過“疏通河道，泄洪為主” 手段實現治理好水患的目的。
【案例分析】
采取不同的控制手段，所獲得的結果是不同的，在當時的具體條件下，壘壩筑堰、填塞洪水短期內也許是可行的，但是長遠來講疏通河道，泄洪才能從根本上解決問題。
所以，我們必須采取適當合理的控制手段才能使事物向我們期望的目標發展，這就是控制。
案例2：木牛流馬：
《三國演義》第一百二十回“司馬懿占北原渭橋 諸葛亮造木牛流馬”其中描寫諸葛亮六出祁山，七擒孟獲，威震中原，發明了一種新的運輸工具，叫“木牛流馬”，解決了幾十萬大軍的糧草運輸問題，這種工具比現在的還先進，不用能源，不會造成能源危機。
據研究：木牛和流馬是漢代獨輪手推車的兩種改進設計，通過改進使人的負重有所減輕。木牛是一種輪子稍小一些的獨輪手推車，載重大，前由人拉、后由人推，運行較慢；流馬載重小，輪子稍大一些，由一人推，運行速度很快。諸葛亮所說“木牛流馬”應是比喻它們運行的靈便程度和載重量的大小：木牛行動較笨而慢，像牛；流馬行動敏捷而快，像馬。不是說它們外形像牛像馬。
目的：幫助軍隊運送戰略物資。
案例3：希羅自動門（圖片相關材料見教參p66或江蘇版p107。）
公元1世紀,希臘人希羅建造的自動打開廟門的裝置(圖1)是最早利用氣壓和液壓為動力的自動門。如圖所示，祭壇點火使1的空氣膨脹，水流入2，利用水的重量使軸3轉動,將門打開。祭壇滅火，門即自動關閉。
希羅自動門如何實現自動開關門的？
利用氣壓和液壓動力裝置，實現自動開門、關門。
總結：事物發展的結果可能是人們預先期望的，也可能與預期的目標不相符，甚至是不希望得到的。如果人們想達到某一特定的目的，就必須運用適當的手段來實現。
1.控制的涵義
（引入控制的概念）
人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向預期的目標發展，這就是控制（control）。
那么，運用什么手段來實現呢？
2.控制的三大要素：
1）控制的對象是什么；
2）控制要達到什么目的；
3）采取什么控制手段。
[馬上行動] 找出自行車中存在的各種控制現象：
同學每天都是騎自行車來上學的，在行車過程中，我們通常要控制自行車的速度，方向，遇到人多的情況還需要控制剎車使車減速。
自行車在行駛時的方向控制問題，其控制的對象就是自行車，控制的目的是為了改變自行車的前進方向，控制的手段就是騎車人通過雙手轉動車把，改變前輪的方向并帶動后輪改變方向。
自行車在行駛時的速度控制問題，其控制的對象就是自行車，控制的目的是為了改變自行車的前進速度，控制的手段就是騎車人通過車閘，改變自行車的速度。
馬上行動：結合事例（用音樂噴泉的事例），重點闡明控制的對象是什么；控制要達到什么目的；采取什么控制手段。
控制事例
控制的對象
控制的目的
控制的手段
電風扇扇葉轉速快慢的控制
電風扇
調節速度
換檔
音響的音量控制
音響
音量的調節
旋鈕
燃氣熱水器溫度的控制
熱水器
調節出水口溫度的高低
改變燃氣火頭的大小
用噴霧器噴灑農藥
噴霧器
給莊稼治病
操作噴霧器的手柄
大禹治水
洪水
安息洪波、大治水患
疏通河道，泄洪為主
人力三輪車轉彎中的方向控制
人力三輪車
改變三輪車行駛的方向
雙手轉動車把
3.控制的分類：
控制的實現需要通過一定的手段。從控制過程中人工干預的情形來分，控制有人工控制和自動控制。
人工控制：控制的過程必須在人的直接干預和全程干預下才能完成控制任務。
自動控制：在控制的過程中不需要人的直接干預，使事物的變化準確的按照期望的方向發展。
案例分析：從手搖扇到空調器，手動——手動控制——自動控制
【舉例】電扇的風速控制：由人操作電扇風速檔位，電機以一定的轉速帶動扇葉轉動，輸出預定的風速。
風扇的風速控制過程中是由人直接參與的，屬于人工控制。
空調的溫度調節控制：由溫度傳感器檢測室內溫度是否達到預設溫度，對制冷壓縮機進行調控，若室內溫度高于預設溫度，空調的制冷控制電路就會啟動制冷壓縮機，送出冷風，當溫度下降到預設溫度以下，制冷壓縮機停止工作。
【學生活動】請同學區分人工控制和自動控制。
音響的音量控制
人工
全自動洗衣機
自動
普通水龍頭出水的控制
人工
電冰箱內溫度控制
自動
自動取款機
自動
籃球運動員投籃過程控制
人工
自動烘手機
自動
自動感應門的開關控制
自動
電梯的上下運行過程控制
自動
飛鏢的投擲過程控制
人工
肥胖人群體形控制
人工
聲控走廊燈的控制
自動
紅外自動水龍頭出水控制
自動
紅綠燈的轉換過程控制
自動
手搖晾衣架的控制
人工
光控路燈的控制
自動
馬上行動：把你了解的人工控制和自動控制的事例填寫在下面的橫線上：
人工控制：人工紡紗、普通自來水龍頭，旋轉按鈕打開電燈、駕駛汽車等。
自動控制：數控機床、飲料自動裝罐生產線、花房恒溫控制、十字路口紅綠燈的轉換等。
按照執行部件的不同，控制分為：機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等
對于自動控制按控制方式分為：開環控制、閉環控制和復合控制。
二、控制的應用
控制的應用自古就有，并在近代得到迅速發展，在社會生產生活的各個領域都有極其廣泛的應用。
通過事例說明控制在社會生產生活的各個領域的應用。
1.控制在工業生產中的應用
控制應用到工業生產中，提高了產品的質量和生產效率，減輕了工人的勞動強度，為工人提供了安全保障。
案例1：汽車自動化生產線。（圖片）
汽車焊裝、汽車油漆、汽車檢測
【講解】汽車自動裝配生產線實現了汽車零件的自動裝配、噴漆等，并能對零件的傳送速度進行控制，便于生產操作，大大減輕了工人的勞動強度，提高了產品質量和生產效率。
2.控制在農業生產中的應用
控制應用到農業生產中，提高了勞動效率，減輕了農民的勞動強度，使農民減少在農田里日曬雨淋的時間。
案例2：農業現代化設施。（圖片）
折射式微噴、錘式微灌、射流式微噴
【講解】農田節水灌溉控制，在控制農田灌溉水量、實現水量均勻噴灌的同時減輕了農民的勞動強度。
3.控制在日常生活中的應用
控制應用到日常生活中，提高了人們的生活質量，人類能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環境，使之滿足人們的要求。
空調機
自動取款機
自動控制水龍頭
… …
案例3：現代網絡家電。（圖片）
a.海爾my-2070egz網絡微波爐
1、遠程控制：通過因特網、手機短信和移動/固定電話等網絡，主人可以在任何時間、任何地點遠程操作家里的微波爐，給獨自在家的兒童做一頓美餐；
2、無線通訊：主人所發送的控制信號通過家庭網關無線通訊至微波爐，沒有繁雜的走線，消除廚房安全隱患；
3、菜單下載：從因特網下載烹調菜單，享受最新的美味；
4、自動反饋：微波爐的運行狀況、機身故障等信息可通過因特網、e－mail、手機短信和電話等網絡即時通知用戶或售后廠商；
5、智能安全管理：遠程加、解鎖，保護家中兒童；
b.無線遙控技術，使安裝高度 不再受限，操作更加自如智能變速技術,只要你選擇智能變速技術，系統便會自動轉換功率，從而實現更多的熱水出水量，讓我們的洗浴更加舒適
專利防電墻技術，確保您即使在不安全用電環境下的洗浴安全安全預警技術，時刻監測用電環境，當用戶家地線帶電，顯示屏報故障顯示“e4"，蜂鳴器發出警示音，提醒用戶家中存在用電隱患
c. 網絡超薄氧吧換新風空調
1、遠程控制：通過因特網、手機短信和移動/固定電話等網絡，主人可以在任何時間、任何地點遠程操作家里的空調；
2、無線通訊：主人所發送的控制信號通過家庭網關無線通訊至空調，無須布線，不影響房間美觀；
3、操作簡單：無須下載任何管理軟件；
4、自動反饋：空調的運行狀況、機身故障等信息可通過因特網、e－mail、手機短信和電話等網絡即時通知用戶或售后廠商；
5、智能享受：主人在快到家時預先打開家里的空調，長期不在家時也可以打開空調進行除濕等操作，既節能環保又能夠最大限度的享受舒適的生活；
6、智能化空氣調節：如果配上相應的網絡空氣質量傳感器，當家庭中某項指標超標時，空調會自動啟動相應的功能進行調節；
7、功能簡介：正壓換新風氧吧，健康除菌光，超薄時尚外觀，自動可關閉進風口，強力殺菌媒，輔助電加熱，停電補償技術，健康負離子，夜光按鍵遙控器。
4.控制在社會生活中的應用
控制應用到社會生活中，使整個社會能協調、健康、有序地發展。
控制人口增長，提高人口素質
各種法律制度
交通管理
… …
5.控制在軍事、國防中的應用
控制應用到軍事國防中，提高了國家防備和抵抗侵略的能力，為保衛國家的主權、統一、領土完整和安全提供了必要的條件。
【辯論】自動控制技術在各行各業的應用，一方面減輕了人的勞動強度，解放了生產力，另一方面也可能造成失業人數的增加，對此，你持什么觀點呢？請分小組討論，并說明原因。
這兩個命題并不矛盾。從經濟學角度，發展密集型產業，解放勞動力，是社會發展的趨勢，而富余的勞動力，則可以通過發展第三產業得以解決。
小結：
一、控制的手段:
1.控制的涵義
2.控制的三大要素：
3.控制的分類：
二、控制的應用
練習：
2.機械控制：普通水龍頭、浮子——杠桿水位控制、電飯煲等。
電子控制：電子計算器、家用電冰箱、自動門、汽車自動變速器的電子控制裝置。
氣動控制：化工生產中常用的氣動閥門、公交車車門開關控制。
液壓控制：建筑工地打樁機、修理汽車用的油壓千斤頂。
控制與設計 篇6
一、控制的手段與應用
一、
二、
1、
2、
3、
1、控制的含義：b
人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發展，這就是控制。
按人工干預來分：人工控制、自動控制
按執行部件來分：機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制
2、控制的手段：a
3、控制的應用：b
（1）生活：控制應用到生活中，提高了人們的生活質量，人類能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環境，使之滿足人們的需要。
（2）生產：生產中往往需要對溫度、濕度、壓力、速度及加工動作等進行控制，控制在生產中得到了極為廣泛的應用。
（3）軍事國防：控制在軍事、國防等領域也有著廣泛的應用。
二、控制系統的工作過程與方式
1、簡單開環控制系統的基本組成和工作過程：c
概念：控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響的控制系統。
例：紅綠燈定時控制系統、防盜報警控制系統、火災自動報警系統、公園的音樂噴泉自動控制系統、
紅外線自動門控制系統、普通電風扇風速控制系統、可調光臺燈控制系統等。
特征：系統的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞。
方框圖：
輸入量：控制系統的給定量。
控制器：對輸入信號進行處理并發出控制命令的裝置或元件。
執行器：直接對被控對象進行控制的裝置或元件
控制量：執行器的輸出信號。
被控對象：控制系統中所要控制的裝置或生產過程
輸出量：控制系統所要控制的量。
2、閉環控制系統的基本組成：b
概念：系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響的控制系統。
例：供水水箱的水位自動控制系統、加熱爐的溫度自動控制系統、花房溫度控制系統、投籃、
家用電飯鍋保溫控制系統、家用電冰箱溫度控制系統等。
基本組成：與開環控制系統相比，閉環控制系統多了檢測裝置、比較器。
3、閉環控制系統的方框圖： c
4、控制器和執行器的作用：c
控制器：對輸入信號（偏差值）進行運算處理，并發出控制命令。
執行器：根據指令對被控對象直接控制。
三、閉環控制系統的干擾與反饋
1、干擾因素：c
在控制系統中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。
有的干擾因素是環境造成的，如影響自行車行駛速度的變化的自然風等；
有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機導航信號的手機信號等。
2、反饋的含義：b
控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置，返回到輸入并與輸入量進行比較的過程，就是反饋。
例：投籃、自動電水壺
3、反饋環節的作用：a
通過將輸出量通過適當的檢測裝置，返回到輸入并與輸入量進行比較，從而減少輸出量的偏差，穩定輸出量。
4、閉環控制系統的工作過程：a
（1）閉環控制系統的核心是通過反饋來減少被控制量（輸出量）的偏差。
（2）工作過程：
1由于干擾因素的存在，系統的被控量偏離給定值時；2閉環控制系統中的反饋環節能及時檢測出被控量的值，并迅速反饋到輸入端，與給定值進行比較；3控制器根據比較得到的偏差信號進行調節，從而是系統的被控量接近給定值，達到精確控制的目的。
例：供水水箱的水位自動控制系統、加熱爐的溫度自動控制系統
5、功能模擬方法：a 以功能和行為的相似性為基礎，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬方法。
黑箱方法：a 把將要研究的系統作為黑箱，通過對系統輸入與輸出關系的研究，進而推斷出系統內部結構及其功能的方法，就是黑箱方法。
例：通過輸入圖像、電或聲音信號，觀測、分析腦電波的輸出反應，研究人腦對視覺或聽覺信息的傳遞、變換和處理功能，得知人腦內部結構的細節，就是黑箱方法的運用。
6、開環控制系統與閉環控制系統的比較：
開環控制系統一般結構簡單，適用于控制精度要求不高而系統本身的元件又比較穩定的場合。
閉環控制系統設計比較麻煩，結構相對復雜，構成控制系統的成本較高。閉環控制系統是自動控制中廣泛采用的一種方式，用于要求高精度和高可靠性的場合。
四、控制系統的設計與實施 p118 c
1、控制系統設計的一般思路：
系統要達到的目標？控制的對象？被控對象的特性？被控量和控制量？外界的主要干擾因素？怎樣的方案既達到目的、又經濟、易于實現？設備和元件？
2、開環控制系統的設計(書本p119案例分析：電吹風控制系統的設計)
開環控制系統的設計相對比較簡單，在明確設計要求，明確被控對象、被控量和控制量后，即可考慮具體控制系統的方案。
3、閉環控制系統的設計(書本p120案例分析：抽水馬桶水箱的自動控制系統的設計)
基本要求：第一、一個閉環控制系統要正常工作，首先必須是穩定的。
第二、控制系統的控制精度必須符合要求，即系統的輸出量與給定值之差應控制
在允許的范圍之內。
第三、閉環控制系統應有較好的抗干擾性能。
在進行閉環控制系統的設計時，幾項控制要求之間往往會產生矛盾，需要結合具體問題全面解決或有所側重地解決。
控制與設計 篇7
本單元從學生熟悉的生活事例入手，運用案例分析方法，由淺入深在展開控制的概念、控制的應用、開環控制系統和閉環控制系統的工作過程以及簡單控制系統的設計等。
一、教學目標
1、理解控制的含義及其在生產和生活中的應用。
2、分析典型的案例，了解手動控制、自動控制，熟悉簡單的開環控制系統和閉環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。
3、能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖，理解其中的控制器、執行器等環節的作用，熟悉反饋環節的作用。
4、能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素，并作分析。
5、了解簡單的被控制對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制設計的方案。
二、設計思路
本單元所研究的控制與設計，是在前一單元系統與設計基礎上的延伸。
無論是自動機器，還是神經系統、生命系統，以至經濟系統、社會系統，撇開各自的質態特點，都可以看作是一個自動控制系統。在這類系統中有專門的調節裝置來控制系統的運轉，維持自身的穩定和系統的目的功能。控制機構發出指令，作為控制信息傳遞到系統的各個部分（即控制對象）中去，由它們按指令執行之后再把執行的情況作為反饋信息輸送回來，并作為決定下一步調整控制的依據。
在社會生活中，控制具有十分重要的實踐意義，通過對控制系統中控制的目標、控制的過程和控制的機理等的理解，有助于學生運用簡單的控制方法解決現實生活中遇到的相關問題，發展學生良好的邏輯思維品質。
本單元從學生熟悉的生活事例入手，運用案例分析方法，由淺入深在展開控制的概念、控制的應用、開環控制系統和閉環控制系統的工作過程以及簡單控制系統的設計等，有利于學生掌握控制系統的基本知識與運用。
本單元的內容有：
1、控制的手段與應用
通過大禹治水、射手射擊等控制的事例，說明人們要實現自己的意愿或目的，就要通過一定的控制手段。通過控制在人們日常生活和生產中運用的實例分析，進一步明確控制應用的廣泛和重要。
2、控制系統的工作過程與方式
通過水泵抽水、自動門等案例，理解開環控制系統的特點是輸出量直接受輸入量的控制，從游泳場的水位控制案例理解閉環控制的關鍵是增加了一個對輸出量的檢測裝置，使輸出量能反饋到輸入端并與給定量比較，從而使輸出量穩定在一定范圍內。
3、閉環控制系統的干擾與反饋
干擾因素和反饋是閉環控制系統中的兩個重要的核心概念，閉環控制系統是通過反饋環節克服干擾因素而使系統達到穩定。
功能模擬方法和黑箱方法是控制論的主要方法。功能模擬法以功能行為相似為基礎而建立模型，為仿生學、人工智能、價值工程提供了科學方法，黑箱方法是通過考察系統的輸入與輸出關系認識系統功能的研究方法，是探索復雜大系統的重要工具。
4、控制系統的設計與實施
分別通過簡單的開環控制系統和閉環控制系統的設計案例，使學生了解控制系統設計的一般思路和步驟，通過自動升旗控制裝置的設計強化學生對設計的多方案的理解。
三、教學準備
1、相關學科知識
本單元要求學生具有初中物理學科電學基礎知識。
2、教學器材和材料
本單元需要的教學設備和器材主要有，學生技術試驗用齒輪、齒條、硬紙板、線、剪刀、可調光臺燈的試驗電路板和配套電器元件等。
若教師選擇其他試驗載體，則應準備相應器材、材料和工具。
四、課時安排
本單元建議使用10學時，具體安排可參考下表。
節次 內容 建議學時數
第一節 控制的手段與應用 2
第二節 控制系統的工作過程與方式 2
第三節 閉環控制系統的干擾與反饋 3
第四節 控制系統的設計與實施 3
合計 10
五、教學建議
1、教師需查閱有關自動控制方面的書籍，重點對開環控制系統和閉環控制系統其及它們之間的異同進行研究和分析。
2、教師除了選擇教科書中的試驗和設計案例外，還可根據學生對控制系統的理解水平，有針對性地選擇其他小試驗和設計載體，并指導學生收集資料和實物。
3、教師在教學設計中，應恰當安排課內時間，對于學生方案設計的討論和點評，可放在課內進行，而方案設計的思考過程以及設計作品的制作形成過程，則可以“家庭作業”的形式放在課外，以解決課時不夠的問題。
六、教學評價
1、對學生技術試驗的評價，應注意緊扣試驗目標和試驗要求進行，例如制作小猴動作控制的小試驗，教師評價學生試驗是否成功的首要標準應該是小猴的動作是否與線的拉動有對應關系，也就是這一控制系統的輸入與輸出之間的對應關系，而非小猴做得是否逼真可，進而還可進一步評價當給以較小的輸入量時，是否有輸出動作對應。
2、對學生設計制作的作品評價也應如此。通過觀察學生在完成實際的設計制作任務時的表現，來評價其知識技能和方法的掌握程度、運用技術解決問題的能力等。
表現性評價強調的是做，而不是知道，一般較少有單一正確的答案，多種行為表現和問題解決的方案都可以認為優秀。
3、本單元結束后，將面臨著學生的學分認定。學分認定當然是過程評價與終結評價相結合。
過程性評價可以根據學生在本模塊學習過程中的表現記錄進行衡量。終結評價不排除書面測試這種方式，關鍵是教師應事先規劃測試的內容、目標、不同內容所要求的能力層次和恰當的題量，并設計有效的測試題目。教師在終結評價時還應設計1——2道操作試題，試題的設計一定是使學生在一定時間內可做完，并能客觀地反映學生操作水平的題目。
七、參考資料
1、《控制論》，羅伯特•維納，科學出版社
2、《自動控制與系統工程》，宋健，中國大百科全書出版社
3、《控制控制基礎》，王積偉，高等教育出版社
控制與設計 篇8
點擊下載完整稿《控制系統的工作過程與方式》.doc
點擊下載完整稿《控制系統的工作過程與方式》.ppt
第四單元控制與設計
第二節 控制系統的工作過程與方式
一、教學內容分析：
《控制系統的工作過程與方式》選自普通高中課程標準實驗教科書《通用技術-技術與設計 2 》的第四單元第二節（江蘇教育出版社）。
《控制系統的工作過程與方式》這節的內容是有關“控制系統的工作過程與方式”的學習和掌握，包含“控制系統”、“開環控制”和“閉環控制”等三個內容。
生活中不乏簡單控制系統的應用，人們對此往往象看待日出日落一類自然景色般的習以為常。本部分內容的學習，正是要引導學生，從技術的角度、用控制的思維看周圍的存在，分析其道理。
本課教學內容，從學生生活經驗出發，從實例分析入手，歸納出對控制系統的一般認識，以及根據控制系統方式分類的開環控制系統和閉環控制系統兩類，并側重對開環控制系統的工作過程、方框圖、重要參數進行分析。
二、教學對象分析：
學生在前面的學習中已經學習和分析了控制在生活生產中的應用，獲得了有關控制及其應用的初步感性認識和體驗，但是對控制的基本工作方式和工作機理還缺乏了解，他們對進一步了解控制系統的知識是有探究的欲望的。本節課的教學除了繼續加深對技術與設計的知識深度和技能程度外，更是培養技術思想和方法的很好的平臺和載體。因此，應多貼近學生生活經驗出發，從實例分析入手，逐步歸納出對控制系統的一般認識，并能對開環控制系統的工作過程、方框圖進行分析。
三、目標：
1.知識與技能：
1.分析典型案例，熟悉簡單的開環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。
2.熟悉閉環控制系統的基本組成，能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖。
3.理解閉環控制系統中的控制器、執行器的作用。
2.過程與方法：
鼓勵學生自主探究和合作交流，引導學生自主觀察、總結，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗和不同的發展。注意引導學生體會控制系統的工作過程和方式，特別是理解閉環控制的工作過程以及其構成的作用。
3.情感態度價值觀：
提高對生活中技術問題的敏感度和引發出探究欲望，并能保持積極審慎的態度。
四、教學重難點：
1.教學重點：控制系統的構成；開環系統與閉環系統的構成與判斷。
2.教學難點：開環系統與閉環系統的構成與判斷。
五、教學概述：
本章的教學結合具體的教學內容和目標我們采用“案例情景—機理分析—總結歸納－認識提升”的模式展開。在教學中把知識點的教與學置于具體的案例情景當中，通過豐富而貼近生活的案例使學生從生活體驗到理性分析的思維升華過程。同時關注學生能否用不同的語言表達、交流自己的體驗和想法。通過富有吸引力的現實生活中的問題，使學生回想和體會控制系統的工作過程，激發學生的好奇心和主動學習的欲望。讓學生本著“回想—分析—聯想—猜想”的思維過程，對教學內容進行步步展開，使學生親歷自主探索和思維升華的過程。
在重要的“問題分析”環節上立足于“控制系統設計的目的性”，讓學生抓住問題的主要矛盾，“歸納總結”階段著重引導學生完善知識框架。讓學生在自主探索中經歷思維升華的過程。
2課時
六、教學器材：
多媒體課件等。
七、教學過程：
一）引入新課：
日常生活中的控制舉例：
a.拔動教室電燈開關，燈的亮與不亮與手動有關。
b.聲光感應開關，當有聲音時燈亮。
c.紅外感應出水龍頭，手靠近水龍頭出水，離開則不出水。
d.賓館自動門，當有人進入，門自動打開。
e.當手靠近自動烘手機時，機器啟動；當手離開時，機器關閉。
（是靠著紅外線感知手的靠近過程，沒有人用的時候，鼓風機和加熱電爐絲都自動切斷了電源。當手的溫度在紅外傳感器監視范圍之內的時候，烘手機就啟動。）
師生歸納、抽象以上活動的特征：
一個輸入信號（如手拔開關）對應著一個輸出信號（如燈亮或不亮）。
這些控制是怎樣實現這個功能的呢？或者說，它們工作過程是怎樣的呢？這個知識我們這節課就要學到。今天我們來學習第二節：控制系統的工作過程與方式
二）新課教學....
控制與設計 篇9
二 控制系統的工作過程與方式
教學目標
1 分析典型案例，熟悉簡單的開環控制系統的基本組成和簡單的工作過程
2 熟悉閉環控制系統的基本組成，能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖
3 理解閉環控制系統中的控制器、執行器的作用
教學內容分析
《控制系統的工作過程與方式》選自普通高中課程標準實驗教科書《通用技術-技術與設計 2 》的第四單元第二節（江蘇教育出版社）。
《控制系統的工作過程與方式》這節的內容是有關“控制系統的工作過程與方式”的學習和掌握，包含“控制系統”、“開環控制”和“閉環控制”等三個內容。它是學生在學習控制在我們的生活和生產中的應用后，進一步學習有關控制系統的組成、工作方式以及兩種重要的控制系統：開環控制和閉環控制，并熟悉它們工作原理和作用。
根據學生已經學習的內容和認知特點，我們利用兩個課時來完成本節的教學，讓學生通過對相關典型控制應用案例的深入分析，引導學生在對控制系統的生活生產應用分析，進而熟悉控制系統的基本組成和工作過程，通過對開環和閉環控制基本組成和其工作機理的學習，進而掌握和理解這兩種控制方式的重要作用。
教學對象分析
學生在前面的學習中已經學習和分析了控制在生活生產中的應用，獲得了有關控制及其應用的初步感性認識和體驗，但是對控制的基本工作方式和工作機理還缺乏了解，他們對進一步了解控制系統的知識是有探究的欲望的。結合前面的應用案例分析，進一步分析案例中控制是如何工作的，以及有怎樣的工作方式，是學生學習的最近發展區。
教學策略
教法：
本章的教學結合具體的教學內容和目標我們采用“案例情景—機理分析—總結歸納－認識提升”的模式展開。在教學中把知識點的教與學置于具體的案例情景當中，通過豐富而貼近生活的案例使學生從生活體驗到理性分析的思維升華過程。同時關注學生能否用不同的語言表達、交流自己的體驗和想法。通過富有吸引力的現實生活中的問題，使學生回想和體會控制系統的工作過程，激發學生的好奇心和主動學習的欲望。讓學生本著“回想—分析—聯想—猜想”的思維過程，對教學內容進行步步展開，使學生親歷自主探索和思維升華的過程。
學法：
鼓勵學生自主探究和合作交流，引導學生自主觀察、總結，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗和不同的發展。注意引導學生體會控制系統的工作過程和方式，特別是理解閉環控制的工作過程以及其構成的作用。
教學過程
1、控制系統：
【案例分析】
自行車速度的控制的實現過程、電風扇風速的控制過程、自動門的控制過程、遙控電視頻道更換的控制過程、航空模型的控制過程
（畫出控制過程方框圖）
【總結】
一般的控制過程都有一個輸入和一個輸出。
任何一種控制的實現，都要通過若干個環節，這些環節構成一個系統，我們稱之為控制系統。
控制系統的輸入輸出之間有一定的對應關系。
【馬上行動】（課文p102）
控制系統一般分為開環控制系統和閉環控制系統。
2、開環控制：
【利用前面的案例和普通游泳池注水控制系統控制過程分別引出兩個名詞：輸入量和輸出量】
控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，這種控制系統成為開環控制系統。
開環控制系統的方框圖：
【案例分析】
自動門的控制系統、水泵抽水控制系統
【學生課堂舉例并分析】
公共汽車車門控制系統
（紅綠燈定時控制系統、防盜報警系統、火災報警系統、音樂噴泉控制系統、鬧鐘定時控制系統等等）
（要求學生能畫出其控制方框圖）
3、閉環控制：
【教師分析與學生討論：在游泳池注水控制系統增加水位測量設備和改變控制對象后，控制系統的過程與前面的開環控制過程有何區別，輸出量輸入量之間產生了什么關系和作用。】
把系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響的控制系統稱為閉環控制系統。
閉環控制系統方框圖：
（解釋方框圖中的一些圖標代表的含義）
（讓學生觀察并解釋閉環控制系統與開環控制系統的區別？然后教師歸納總結）
【生活案例】保溫電飯鍋的保溫控制、空調的溫度控制等等
【生產案例】溫室大棚、氨氣生產的反應爐溫控制等等
【復雜案例簡述】導彈防空系統，戰斧巡航導彈的控制
【馬上行動】（課堂練習）p106
（讓學生談談生活生產中的閉環控制系統并分析其工作過程）
把教學的案例情景設置在學生身邊經常遇到的例子，如自行車等生活常用工具和產品，根據目標對教學內容進行篩選，盡量去掉教材中易使學生厭煩的信息，留下學生能夠參與和感興趣的信息，激發學生的學習熱情。如果有可能，就盡量減少教師的課堂講解，要給學生充足的時間和空間來思考和發展，使學生有時間和空間進行自我調控、自主學習、自我分析、互相評價、促進學生學會學習。
我們不能僅僅經常問學生“為什么這樣？”，還要努力促進學生被動的回答教師的“為什么”轉化發展為經常向自己提出“為什么”。這個轉化過程的引導值得我們進一步研究和探索。在課堂的互動中，所有學生都應學會如何與其他同學合作，互相補充，為求最佳解答方案而競爭，自主地進行獨立學習。而教師則要進一步豐富自己的系統和控制技術和社科知識，提高教育心理學和學習心理學的水平。
作者：海南中學 周仁忠
控制與設計 篇10
第四章 控制與設計
第一節 了解控制
授課教師:馬 姣
課 目:通用技術
職 稱
中二
畢業專業
教育技術專業
電 話
13469584922
電子郵箱
作品名稱
案例4.1.1 控制與設計-----了解控制
工作單位意見
（簽章）
縣（區）教研室意見
（簽章）
市教研室意見
（簽章）
自治區教研室評審結果
（簽章）
備注
案例 4.1.1 控制與設計----- 了解控制
設 計 者
馬 姣
單 位
寧夏銀川市育才中學
案例名稱
控制與設計-----了解控制
適用范圍
必修模塊2通用技術”技術與設計2”
課 時
1課時
案例背景:
普通高中通用技術新課程的總目標是提高學生的技術素養,促進學生富有個性的發展.技術與設計2將“結構與設計”、“流程與設計”、“系統與設計”、“控制與設計”設置為四個相對獨立的專題來講述。每一章都是從同學們身邊或典型的實例入手，引導大家了解相關技術與生活、生產的密切關系。雖然四章是相對獨立的，可是彼此之間又相互聯系。通過對事例的分析，讓同學們明白在任何一件設計或活動中，這四部分都是必不可少的，而最本節課所學的控制與設計更是重中之重。從一開始就讓學生對控制產生一種好奇，想學習的念頭。為我們的教學做下更好的鋪墊。而控制本身就是一個充滿新奇和挑戰的話題.讓學生通過身邊的例子,了解控制的涵義,并對控制的一般性分類有一個基本認識,同時感受控制技術與生活、生產的密切關系
一、 學生情況分析
學生在日常生活中，早就對控制有所了解，他們需要通過一個途徑從中了解真正的原因，從而更加清楚的體會到控制普遍存在于當今社會的各個方面。并調動學生對控制及其設計的興趣，引起他們的重視，激發他們的學習熱情。
本節課內容多半以概念為主，可能引起學生的興趣不是很大，需要通過一定的事例講解“概念”內涵，而不要只是單純的進行傳統的傳授式教學，以免使學生對教學內容感到枯燥乏味。
二、 教材內容分析
1、 本節主要內容及在本章中的地們
《了解控制》是通用技術必修模塊“技術與設計2”第四章第一節的內容。本意主要通過一定的事例讓學生感受什么是控制，以及控制的概念和控制的分類，著重介紹手動控制、自動控制，它是學習控制與設計的一個導入與基礎。
2、 教學重點、難點
重點：理解控制的涵義、手動控制、自動控制。
難點：學會控制系統的分類。
3、 課時安排：1課時
三、 教學目標
（一） 知識與技能
1、 理解控制的涵義及其在生產、生活中的應用。
2、 簡單熟悉手動、自動控制系統。
3、 能正確判斷生產、生活中的各種實例的類別。
（二）、過程與方法
通過案例分析體會控制在生活、生產中的應用，以及人在其過程中所起的作用。
（三）、情感態度與價值觀
通過介紹現在控制技術的發展,使同學們感受對控制技術對人類生活的影響,升華情感。
四、 教學策略
教學理念與方法：以培養學生富有個性的發展為前提，根據本節課中各個知識點的聯系，采用“主題任務”的教學模式。通過任務驅動法，得用多媒體教學系統和投影設備以及加入一些身邊的游戲活動，使學生在任務中學習，在游戲實踐中探究。在探究中總結歸納知識規律和方法，加強知識的實際應用。
五、 設計思路
在本節的教學中，通過分析生活中的事例，以及滲入一定的游戲，引導學生討論、自主探究、自動構建知識，實現學生能力拓展，開闊學生視野，達到知識遷移目的。總體教學流程為：“創設情境（整體回顧）——相互交流——游戲導入——講授新課、歸納知識點——能力拓展——開闊視野——情感升華——總結”。 首先從一個電動（手動發電）小豬來引出“控制”一詞，并對技術與設計的四大模塊進行回憶。讓同學們親身感受到控制在日常生活中的重要性。再次讓師生相互交流，學生說出一些身邊的控制事例，老師進行總結并不斷升華。接著三個游戲活動，指出在控制涵義中的三個最主要的方面。師生一起來總結出控制的涵義，并對一些典型事例進行分析，提高學生的能力。最后結合書中內容和多媒體的展示，了解手動控制和自動控制。以及控制在生活、生產中的應用，提出來一些問題讓學生們思考，學生進行小組討，從而提升學生的情感思想。最后，對本節課進行小結。
六、教學資源準備
多媒體、相關圖片資料、飛 鏢、手動發電機、小米老鼠、接力棒等
七、 教學過程
教學內容
教學環節
教學活動
設計意圖
教師活動
學生活動
一、創設情境，引出主題
整
體
回
顧
問：同學們，老師給大學展示一個小物體，看完以后，哪位同學能告訴老師，你都是從哪些角度來觀察它的呢？你最感光趣的是哪一部分呢？（展示發電小豬。）
學生回憶、再現、回答
知識準備
通過整體回顧本書的內容，從而為引出“控制”一詞做出鋪墊。
回顧技術與設計的四大典型模塊，從而引出控制技術在日常生活中的重要性。為下面的內容做個鋪墊。
二、新課導入
相互交流
1、其實我們在日常生活中，都有意無意地進行著控制。如：騎自行車、打開電燈，學習成績等等。
問：在你的生活當中，控制技術存在于哪些方面呢？（學生回答）
根據教師的提示，帶著問題進行思考并作好記錄。
從簡單情況開始，循序漸進，引導學生利用舊知識去解決問題。 希望學生從生活中感受到控制技術的作用。
過渡：同學們,可見在我們的生活當中,無時不刻應用著控制技術,無論是你們之前提到的,還是老師為你們舉到的一些例子,我們都感覺到它的重要性,既然它如此重要你們想不想去感受一下它的魅力呢?
三、布置游戲和任務，體現問題解決步驟
控制的涵義
組織游戲1
飛鏢游戲：請二、三個同學來完成這個游戲。
問：你在整個過程中是如何操作的呢？
特點：目的性
對學生完成的結果進行評價.
讓同學親身感受到控制存在于我們的身邊。并對控制的定義有個更深入的了解。
通過接力比賽的游戲，使同學們親身感受在控制過程中，關于運用何種手段，對完成某一任務的作用是非常重要的。
游戲導入
記憶深刻
目的
游戲2導入
過渡:看來只確定好目標還是不行的,為了完成任務,在確定好了目標后,更重要的就是什么呢?請學生回答,并進行分析.
那就讓我們游戲一下,看看你們能不能發現答案呢?
手段
游戲2:如果同學們覺的你還沒有體會到控制的魅力的話，下面我們就做一個現實的游戲，讓同學們一起來親身感覺一下什么是控制？（運動游戲）
問:1、你能告訴老師你最終的目的是什么嗎？
2、那你又是如何完成這個任務的呢？
請學生完成,并對其結果進行分析.
提問:
既然有了目標,又有了一定解決的方法,同學們想一想,我們還缺什么呢?
學生根據已有的知識進行思考回答。
加深記憶， 理解控制的內涵。
手段
組織游戲3
導入；同學們和老師一起欣賞一張圖片，看完后請同學們來回答老師的問題？
展示圖片1：ppt演示
提問:
同學們來設想一下,圖中右邊的那個人為什么要掐住左邊那個人的脖子呢?
通過游戲和觀看圖片,我們已經對控制有所了解,那位同學能來總結一下控制的涵義呢?
學生根據已有的知識進行思考回答。
事物
教師講授新課、歸納知識點
控制的涵義并進行分析(從古至今)其實在我們的祖先早很久就能夠很好的運動控制技術了？——大禹治水
理解控制的涵義
活動一：課堂能力拓展
ppt演示,學生舉例討論
過渡：同學們都知道,對待任務事物時,都是仁者見仁,智者見智,不同的人所采用的手段也不同,那么最終達到的效果也不一樣,同學們都知道控制的實現需要通過一定的手段，同學們也看到了，在好多的控制當中，少不了人的干預。既然是這樣，我們就可以把控制分為手動控制和自動控制。
手動控制和自動控制
活動二
請說說你所了解的人工控制和自動控制的事例
學生回答
從身邊的事例來講解一些控制技術的運用。
開闊
視
野
手動控制/人工控制
人工控制：控制過程是在人的直接干預和全程干預下進行的。ppt展示圖片（手動發電機）視頻
問:在汽車下坡過程中,你是如何控制的呢?
同學們可以通過圖片看到哪些是人工控制的事例
自動控制
自動控制：指在無人直接參與的情況下，使事物的變化準確地按照期望的方向進行。ppt展示和視頻
問:為什么視頻中擦玻璃的那個人的表情會如此茫然?
.你能幫他解釋一下這是為什么嗎?
如果讓你來擦玻璃,你將對如何控制這個門呢?
同學們可以通過圖片看到哪些是自動控制的事例
過渡： 通過上述的講解同學們是不是已經理解了什么是控制，了感覺到控制存在于當今社會的各個方面，那么下面我們就一起從不同的角度去感受一下控制技術的作用，看一看我們能不能離開它？同學們也想一想，一旦我們離開了它，我們的生活將變成什么樣子呢？
控制技術在生活、生產中的應有
生活中的應用
現代網絡家電
學生根據已有的知識進行思考回答。
通過對照相機的引入，使學生對電視制導的導彈這個效果有更深入的了解。
從身邊的事例、小游戲引入本點知識。使學生們感受控制技術無處不在。
工業中的應用
汽車自動裝配生產線
汽車油漆
農業的中的應用
水 車
溫 室(視頻)
軍事方面的應用
控制技術不僅在日常生活中運用非常廣泛，并且在軍事上應用也很廣：如：電視制導的導彈（講解）
活動三：如果說在能見度很低的情況下，電視制導的導彈的效果會受影響，你能設計一個改進這種控制的方案嗎？
同學參與、討論
控制技術的發展對為人類的影響
情感升華
自動控制技術在各行各業的應用，一方面減輕了人的勞動強度，解放了勞動生產力，另一方面也可能造成失業人數增加。對此，你有什么看法？(技術的進步對人類的影響)
同學參與、討論
情感升華
小 結
1、控制的涵義
2、手動控制和自動控制
3、控制的應用
本節課小結，知識復習
八、主題任務的設計
圍繞“控制”這個主題，本節課共設計了二個游戲和兩個任務以及一個探究活動和能力拓展活動
1、游戲：第一個游戲是投飛鏢，這個游戲是同學們都很熟悉的活動，通過投飛鏢時的目標設定從而引出控制中第一個重要因素首先要確定目標。第二個游戲是接力比賽游戲，讓學生親自示范從而達到設計的最終目的引導出控制的第二個重要因素要選擇合適的手段。最后通過對一張圖片的觀察，從而引出在有了目標、選取了手段，還要選擇合適的對象。通過二個游戲和一張圖片，從而總結也控制的涵義。
2、課堂作業（能力拓展活動）
控制事例
控制的對象
控制的目的
控制的手段
用噴霧器噴灑農藥
音響的音量控制
人力三輪車轉彎中的方向控制
學生舉例，并進行討論。
通過本活動的進行，使同學對控制的理解更深一步，并且同學們也能自己來分析某一事例的控制過程。
3、二個任務：第一個任務是在看完一段汽車下坡的視頻后，對其內容的解釋，一個目的是讓學生們再次了解到控制技術在我們日常生活中的應用。另一方面是讓同學們了解到人工控制的含義。第二個任務是看完一段自動門的視頻，讓同學們幫助視頻中那位迷茫的男士。通過學生的回答和老師的總結，從而理解到自動控制含義以及自動控制在我們生活中的應用，最后讓同學們幫助那位男士來解決這個問題，不斷的升華學生們的理念與思想。
4、探究活動：通過老師給學生們展示一些圖片，讓同學們了解解到控制技術在我們的生活、生產、農業、軍事等其它方面的應用。從而來思考，技術的發展對人類的影響？升華情感。
九、板書（ppt展示）
十、教學反思
優點：把教學的案例情景設置在學生身邊經常遇到的例子，如自行車、飛鏢等生活常用工具和產品，根據目標對教學內容進行篩選，盡量去掉教材中易使學生厭煩的信息，留下學生能夠參與和感興趣的信息，激發學生的學習熱情。如果有可能，就盡量減少教師的課堂講解，要給學生充足的時間和空間來思考和發展，使學生有時間和空間進行自我調控、自主學習、自我分析、互相評價、促進學生學會學習。對本節課中幾個游戲的設定，把學生們的興趣給激發了起來。使得整個課堂很輕松，并且也發揮了學生的主動性。
不足：對部分問題的設定有點難，當時班里只有幾少數的學生能回答出來，這于老師的預期設定是不符的，在下個班的教學中得改進問題的設置，使大多數學生能夠參與到課堂當中來。
來源：寧夏教研網
控制與設計 篇11
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點擊下載：第四單元《控制與設計》第四節《控制系統的設計與實施》.ppt
第四單元控制與設計
第四節 控制系統的設計與實施
一、教學內容分析：
本節課內容為本節的最后一節，是本節、本章、本書的最后一個課時。在前面的學習中，學生已經了解了結構、流程、系統、控制與設計的關系。設計是技術的重要組成部分之一，而且《技術與設計2》大部分都是圍繞著設計這個主題來展開的。
結構是設計的基礎，流程是設計的方法，系統是設計的保障，控制是設計的關鍵。
本節可以說是這單元的“收口”部分，讓學生了解控制系統設計的一般思路比較關鍵，只有這部分內容理解了，才能有效的進行下一個內容——控制系統的設計與實施案例。在控制系統的設計與實施案例中，重點要讓學生會分析和選擇案例，并最終會設計。
本節課可使學生了解控制系統設計的一般思路和步驟，以電加熱器的設計為例，實現發熱、包層、控制、定時、過熱保護等，這電加熱器，大部分的學生都有一定的使用各損壞加熱器的經驗，作起來有一定的實踐性。
二、教學對象分析：
學生對一些產品有一定的使用經驗，這些經驗有成功的，也有失敗的，通過控制系統的分析與設計，使學生對一定的實踐經驗的生活經歷，上升到一定的理論認識，對失敗的使用經驗，能從控制與設計的角度重新的認識。
三、目標：
1.知識與技能：
1）了解簡單的被控對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制系統設計的方案。
2）能根據開環控制系統的設計方法，制作一個控制裝置；或者根據簡單閉環控制系統的方案進行模擬實施，學會調試運行提出改進方案。
2.過程與方法：
通過案例式的探討和實踐改良的技術活動，提高分析能力，培養探究精神。學習權衡的思想。
3.情感態度價值觀：
（1）通過對控制系統的設計與實施的分析，體會產品設計中人性化的設計思想。
（2) 培養認真嚴謹的態度，進而樹立“以人為本”的設計理念。
（3) 通過多種形式的教學活動，提高學生學習技術課的興趣。
四、教學重難點：
1.教學重點：
（1）控制系統設計的一般思路，了解簡單的被控對象的基本特性，確定相關的量，會畫方框圖。
（2）能根據開環控制系統的設計方法，制作一個控制裝置并學會調試運行，提出改進方案。
2.教學難點：
閉環系統的設計。被控量和控制量的確定。
3.關鍵：
案例分析與方框圖的繪制。
五、教學策略：
本節書從理論上講內容較難，學生理解起來比較困難，為了能有較好的課堂效果，設計如下：
（1）通過一些具體的生活中例子對比來導入有關控制的設計方法，從而引入課題。
（2）教師根據課本中的案例，引導學生解決問題，提高學習的自主能力。
（3）尋找一些貼近學生生活實際和典型的《電吹風》《電曖氣》（有開環與閉環兩種）等案例，利用媒體教學手段增加課堂氣氛，幫助學生在快樂、輕松的氛圍中掌握知識。抽水馬桶水箱不適合農村的學生，自動升旗控制的設計，難度相對高些，但比較實用，但要結合學生玩電動車的經驗。
（4）老師起到引導的作用，學生為主體，在學生掌握的基礎上，課堂交給學生。讓學生進行設計。設計個改進身邊的一些控制系統，從而使得學生完成本課堂的內容。
六、教學資源準備：
以學生動手做與設計方框圖為主，制作電吹風控制系統的視頻，課件容納一些視頻和例子說明及方框圖的展示。
七、教法設計
（1）通過教師的引導和實例，探究控制系統設計與實施的含義。
（2）通過體驗活動，結合學生生活經驗，歸納總結控制系統設計與實施的方法。
（3）講解設計的一般思路，要有所側重，從眾多的因素中選出重點的，不必面面俱到。
（4）通過實踐改造活動，讓學生感受和領悟，創新的設計思想，并引導學生思考實現合理的設計與控制還要考慮的因素。
八、學法設計
引導學生進行“問題式學習”，通過嘗試——發現，探索——研究的過程來掌握本節課的知識，在老師的幫助下，把生活中的經驗逐步與控制系統聯系起來，通過動手實踐、改造，親身體會這種控制實施方法，體驗成就感！
九、教學過程：
....
控制與設計 篇12
第四單元 控制與設計
第二節 控制系統的工作過程與方式（第1課時）
一、教學目標
◇ 通過生活中實例的分析，理解控制系統的含義
◇ 掌握開環控制系統的基本組成和工作過程
◇ 學會開環控制系統方框圖的畫法
◇ 逐步形成理解和分析簡單開環控制系統的一般方法
二、教學內容分析
開環控制系統教學內容，是后節閉環控制系統學習的重要基礎。 “控制系統”和“開環控制”，均是本單元的重要概念。
生活中不乏簡單控制系統的應用，人們對此往往象看待日出日落一類自然景色般的習以為常。本部分內容的學習，正是要引導學生，從技術的角度、用控制的思維看周圍的存在，分析其道理。
本課教學內容，從學生生活經驗出發，從實例分析入手，歸納出對控制系統的一般認識，以及根據控制系統方式分類的開環控制系統和閉環控制系統兩類，并側重對開環控制系統的工作過程、方框圖、重要參數進行分析。
本課要解決的重點、難點分別是：
開環控制系統的工作過程分析
用方框圖描述開環控制系統的工作過程
三、學習者分析
學生已具有電學、力學的基礎知識、系統的基本概念，具有信息傳遞的基本知識和體驗，具有觀察和使用簡單控制系統的生活體驗，所有這些知識和經驗儲備，一是為教學中師生共同尋找教材以外的案例進行分析歸納，提供了學習行為的保障，二是為開環控制系統試驗操作提供順利進行的可能。
四、教學策略
◇ 心理學家羅杰斯認為，學生的自發性與主動性是學習的動力。教師要強調技術課學習的需要、愿望、興趣與技術學習的材料的內在聯系，建立開放的課堂氣氛，教師作為學習的參與者參加學習的活動。本課教學中，多采用問題解決這一學習活動為主線，通過激發學生的認知內驅力和自我提高內驅力，以引導學生有計劃地達到解決問題的目的。
◇先行組織者策略，選擇與學習開環控制系統有包容性、概括性的引導性材料，以建立新、舊知識經驗之間的聯系，逐步加強學生對開環控制系統工作過程和方框圖的理解和應用能力。
◇ 創設情境，引導學生分析生活中的開環控制系統工作過程和方框。
◇ 設置問題，引導學生進行一般意義上的歸納總結。
◇ 動手試驗，體會開環控制系統輸入與輸出的關系。
五、教學資源準備
多媒體設備、相關圖片資料、技術試驗工具、材料等
六、教學過程
序號
教學步驟
教師活動
學生活動
1
設置引導材料
1 、拔動教室電燈開關，燈的亮與不亮與手動有關
2 、播放圖片，聲光感應開關，當有聲音時燈亮
3 、播放圖片，紅外感應出水龍頭，手靠近水龍頭出水，離開則不出水
4 、播放圖片，賓館自動門，當有人進入，門自動打開
師生歸納、抽象以上活動的特征
一個輸入信號（如手拔開關）對應著一個輸出信號（如燈亮或不亮）
2
開環控制系統工作過程、特征與舉例
燈的開關控制的過程、框圖：
輸入信號——開關——燈——輸出信號
（圖略）
學生：
1 、分析 自動烘手機工作過程：是靠著紅外線感知手的靠近過程，沒有人用的時候，鼓風機和加熱電爐絲都自動切斷了電源。當手的溫度在紅外傳感器監視范圍之內的時候，烘手機就啟動。
2 、寫出：
感應出水龍頭控制框圖，
賓館自動門的控制框圖，
最后歸納出開環控制系統的一般方框圖
抽象開環控制系統事例的框圖
1 、分析簡單開環控制系統的工作過程
2 、導出開環控制系統特征：
系統的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞
引導學生分析：
1 、生活中還有哪些開環控制系統？
2 、這些開環控制系統給人們的生活生產帶來什么方便？
3 、針對實例說明開環控制系統的特征。
學生：
1 、列舉生活中開環控制系統實例
2 、 居民樓道里使用的是自動聲控燈。這種燈有很多好處，它可以節約能源，還可以減少開關的磨損，并且極大方便了過客。
3 、認識開環控制系統是生活生產中最常用的方式，它的輸出僅受輸入控制。
開環控制系統經典應用案例分析
“希羅的自動門”控制的工作過程分析說明
1 、畫出“希羅的自動門”控制方框圖
2 、分析一個開環控制系統工作過程
3
開環控制系統的試驗
1 、說明試驗的基本步驟
2 、指導學生觀察拉動線繩，紙猴表情的變化（圖略）
1 、制作一紙猴，拉動背后的線（輸入），紙猴的動作表情發生變化（輸出）
2 、觀察、體驗輸出信號與輸入信號之間對應關系
4
練習、討論
教師適當組織、引導
1 、酒店自動叫醒報務控制系統的工作過程，畫出方框圖
2 、當系統自身計時出現誤差時，叫醒報務時間是否準確？也就是系統能否修正這一誤差？
5
小結
教師引導、補充
學生歸納、整理本課內容，學習收獲
七、教學反思
社會生活中，開環控制系統應用具有十分重要的實踐意義，本節課通過對開環控制系統中控制過程的理解，有助于學生將日常所見控制事例上升到運用技術思想和方法理解并分析，并學會應用簡單的開環控制方法來解決現實生活中遇到的問題，有助于發展學生良好的邏輯思維品質。
本節課沒有首先從概念入手，講什么是開環控制系統，工作過程如何、框圖如何畫等，而是選擇適當材料，從實例的分析開始，與學生共同歸納、抽象實例的特征，從而引出開環控制系統工作過程的分析，課堂教學一個重要特點是，淡化對概念或定義的描述，側重機理的分析，我認為，這是技術課程教師需要引起重視，也是它有別于科學類課程的不同之處。
課堂上從材料分析，到開環控制系統特征和框圖的歸納，到學生尋找生活中開環控制事例，到經典案例分析，到學生動手試驗，再到討論、練習、小結，環環相扣，設計流暢，學生始終參與全程教學活動，能吸引學生注意力，引導學生思維步步深入，從認識問題、分析問題到解決問題，符合高中學生認知規律，使學生體會到控制系統的學習并非深奧高不可攀。本節課教學為后續學習打下了良好基礎。
作者：月亮
控制與設計 篇13
課題：第四章控制與設計
第一節了解控制
寧夏育才中學劉明
一、教學內容分析
《了解控制》是廣教版通用技術必修模塊《技術與設計2》第四章控制與設計第一節了解控制的內容。本節是控制與設計的了解性內容，是學習控制與設計全章的導入和基礎。讓學生通過身邊的例子，了解控制的涵義，并對控制的一般性分類有一個基本的認識，同時感受控制技術與生活、生產的密切關系。
二、學生分析
通過近一學期的學習，學生對通用技術課有了更進一步的認識，分析、探討、小組合作能力得到了提高，技術與設計2中，結構與設計、流程與設計、系統與設計、控制與設計4個相對獨立的專題內容的學習，進一步提高了學生的技術素養，使學生掌握了一些技術設計思想和方法，學生的認知能力由淺入深，得到了提高。本節課內容相對比較簡單，主要是調動學生對控制及其設計的興趣，引起他們的重視，激發他們的學習熱情，初步掌握控制及其設計的思想和方法。
三、設計思路
課時1：在本節的教學中，采取實例教學，從日常生活入手，給出一些日常生活中的行為等圖文，讓學生感受什么是控制以及體會控制普遍存在于當今社會的各個方面，逐步引導學生了解控制的涵義，即：人們按照自己的意愿和目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發展，這就是控制。明確其含義后，對控制的含義進行分析，指出要點：控制的對象、控制的目的、控制的手段。小組分析討論教師提供的討論分析表，對例舉的控制進行過程的描述，鞏固對控制的認識。小組討論分析：以課本p101—103例1，例2，例3為討論對象，學生前后桌以小組為單位分析、討論，并完成課本p103的3個討論議題，把知識轉化為對生活實例的分析應用上。簡單介紹控制的歷史，激發學生學習興趣。小結前半段知識內容，提高認知能力。
課時2：復習回顧，鞏固前知，為后續學習做準備。做兩個游戲：點鼻子、畫臉型和忍者神鏢游戲，學生討論、分析游戲的控制過程，引導學生明確開環控制、閉環控制的含義，強調閉環控制中反饋環節的重要性。并通過人工調節液面和gps導航及其他多個例子，引導學生發現反饋環節在閉環控制中的重要作用。分析討論：幫助學生對反饋控制有進一步的認識。（可以在討論環節中設計一些對比、分析的表格，學生討論的結果匯總、形成小組的結果并在全班交流）通過控制實例的分析，說明手動控制和自動控制的定義，并展開小組討論，分析生活中一些實例，通過對比、分析加深學生對控制的認識。綜合應用：對一個綜合控制系統以小組為單位進行分析、討論，培養學生綜合應用知識解決問題的能力。知識鏈接擴展：介紹傳感器、機器人技術的發展。
總體教學流程為：課時1：“情境導入——實例分析學習新知——討論分析——小組交流——知識擴展——知識小結”
課時2：“復習回顧——游戲體驗——游戲分析——知識介紹——討論分析——知識介紹——討論分析綜合應用——知識擴展”
本節內容安排2課時。
四、教學目標
1.知識目標：
⑴、通過對具體實例的討論分析，理解什么是控制及其在生產生活中的應用；
⑵、了解控制系統的類型（開環控制、閉環控制、手動控制、自動控制）及其特點。
2. 能力目標：
⑴、利用典型案例，分析簡單的開環控制系統和閉環控制系統；
⑵、通過討論、分析日常生活中的控制系統實例，明確不同類型控制系統的特點及異同。
3.情感態度價值觀：
⑴、通過小組討論、合作學習等方式培養學生的團隊協作能力；
⑵、通過本節知識的學習，讓學生感受控制技術與生活、生產的密切關系；
⑶、培養學生主動分析問題、解決問題的能力。
五、教學重點、難點：
1.重點：理解控制的涵義；開換控制和閉環控制。
2.難點：從具體實例入手，對控制系統的分類及分析。
六、教學及學習方法
授導型教學，包括：講解、自主學習、小組討論、合作學習、問題化學習等。
七、教學準備
圖片、文本、教材、白紙、小組討論表、雙面膠、布條、線、多媒體平臺、課件等。
八、教學過程
教學內容
教學環節
教學活動
設計意圖
教師活動
學生活動
認識控制
情景
導入
教師例舉生活中很多應用控制的例子，對照課本上的圖文介紹，讓學生感受到控制在生活中無處不在。
學生對照教師的介紹，把控制從神秘的理性認識中拉出來，感受控制的存在，并能例舉出生活中控制的一些例子。
把抽象的概念形象化，幫助學生從感性上認識控制
了解控制 的 內涵
新課
學習
引導學生，分析日常生活中的一些控制的實例，如：手那桌子上的杯子（鉛筆、鋼筆），學生在討論分析中明確：控制其實就是人們按照自己的意愿和目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發展，這就是控制。(在此強調控制的對象、目的、手段）
學生在教師的引導下，對身邊的控制過程做一分析、討論，明確控制的涵義。
讓學生感受什么是控制以及體會控制普遍存在于當今社會的各個方面。
對控制內涵的理解
小組交流
教師下發一些預先設計好的討論結果表，讓學生把前面討論的結論以小組為單位填寫并交流（以多媒體形式展示在屏幕上）
學生前后桌四人為一小組，分析討論，形成小組結論填寫在表格中，并在小組間交流。
通過小組的分析討論，引導學生展開討論加深對知識的認識,鞏固提高。
知識 擴展
知識介紹
教師多媒體展示、介紹控制的歷史，拓展學生知識。
學生在教師的引導介紹下，了解控制的發展歷程，擴展知識。
提高認識，拓寬學生知識面
知識 小結
復習知識
引導學生對所學知識進行復習回顧，加深對知識體系的認知，并提供些實例（多媒體）讓學生討論分析。
學生回顧知識，加深認識，并以小組為單位討論多媒體展示的實例，并介紹各個實例的控制過程。
復習回顧
復習 回顧
知識預備
教師提問關于控制的一些知識，并提供幾個例子讓學生分析其控制過程。
學生集體進行知識回顧，并進一步鍛煉提高對控制過程初步的分析能力。
復習前知，幫助學生掌握分析實例的能力，為后續的學習做準備。
開環控制和 閉環控制
游戲體驗
游戲1：點鼻子、畫臉型游戲：找兩位同學，一位蒙眼，一位不蒙，同時到指定位置畫鼻子、臉型，對結果進行討論：兩種情況下，為什么結果不同？ 游戲2：提供一個flash小游戲，擲飛鏢，讓學生體驗，并分析其控制過程及特點。
分別找幾個學生完成游戲，學生根據游戲結果展開討論，分析其控制過程。學生明確:有些控制過程是可調整反饋的。
游戲體驗，激發學生學習興趣和討論的熱情。
開環控制和 閉環控制
知識介紹
教師對比游戲中的兩種情況，介紹閉環控制、開環控制。閉環控制：能將控制的結果反饋回來與希望值進行比較，并根據它們的誤差及時調整控制作用的系統；開環控制：不將控制結果反饋回來影響控制系統作用的系統。(多媒體展示) 強調反饋的作用
學生聽教師的介紹，明確閉環控制、開環控制的含義。
幫助學生掌握新知識，更容易掌握重點內容。
開環控制和 閉環控制
實例分析討論交流
教師指導學生閱讀人工調節液面和gps導航，并分析這兩個實例的特點，引導學生發現反饋環節在閉環控制中的重要作用。分析討論：幫助學生對反饋控制有進一步的認識。對學生的討論交流結果展示出來，班級內進行交流，以加深對閉環控制特點的認識。讓學生在舉些生活中的例子，鞏固所學知識，提高分析問題、解決問題的能力。
學生自讀課本p104例1和例2，展開小組討論，并完成教師下發的小組討論表，由兩個小組對討論結果向全體同學匯報，實現交流、共享。 的的小組自由討論，自己找一些例子進行分析，鞏固提高。
把重點知識形象化，對具體實例的討論、分析，解決疑問。
手動控制和 自動控制
知識介紹
教師例舉幾個控制的例子，和同學共同對其進行分析：有的控制必須在人的直接干預下才能完成控制任務，這些控制我們稱其為手動控制；而有些控制過程不需要人的干預，就可按期望規律或預定程序運行。這些類型的控制系統，我們稱其為自動控制
學生聽教師的介紹，對比例舉的實例，明確手動控制、自動控制的含義極其特點。
通過授導幫助學生建立知識體系
手動控制和 自動控制
討論分析
教師引導學生就課本p106以小組為單位展開討論，幫助學生正確認識手動控制和自動控制。
學生進行小組討論、分析，完成相應的討論分析表，并在班級中共享。
鞏固提高認知能力，形成正確的分析問題，解決問題的能力。
綜合運用
活動
多媒體展示：討論分析綜合的控制系統的控制過程
小組討論分析實例
鞏固提高。
知識鏈接
知識拓展
多媒體展示：師生共同了解傳感器相關知識、機器人技術的發展史。
學生聽介紹，拓展知識，提高對控制的感性認識。
激發學生學習熱情，為后面的學習做準備。
十、課后總結反思:
本節內容相對來說比較簡單，是知識性的內容。所以在做設計時重點是以學生的討論、分析為主的學生活動居多，而教師只是簡單的把有關的知識的介紹點到，主要是讓學生在討論、分析中逐步深入了解整個知識體系。學生掌握的關鍵是能對具體實例進行分析，分析描述一個控制系統的控制過程，所以，在設計時主要是考慮學生的參與，教師的組織等方面。
從整個兩節課的授課過程來看，基本上按照預先的設計過程完成，教學環節完備，學生的主體地位得到充分體現。特別是第1課時，學生討論熱烈，個性鮮明，所舉的例子超乎想像，說明我們的學生其想像力、創造力很豐富，給人留下深刻的印象，第2課時，考慮重點是對開環控制和閉環控制的認識，所以在這一時段投入了很多的時間，通過游戲、分析，隨機的用教授的到來，熱烈的鼓掌，觀察手變紅，引導學生更形象、直觀的了解知識。在綜合運用知識的環節中，特意設置了一個有些難度的綜合分析的例子，學生通過認真、細致的討論，也達到了預期目標。兩課時中的知識擴展，也幫助學生提高了認識，擴展了視野。
存在的不足：1、在小組討論后，每個組都回答問題，這樣占用的時間太多；
2、有些學生直接可以例舉或說出的不用在做討論了；
3、在各個教學環節的過渡上還是有些不流暢；
4、對時間的把握上還是不準確，第2課時有些拖堂了；
5、有些討論可以直接留做課后作業，不用在課堂上進行討論；
控制與設計 篇14
一、教學目標
1、理解控制的含義及其在生產和生活中的應用。
2、分析典型的案例，了解手動控制、自動控制，熟悉簡單的開環控制系統和閉環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。
3、能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖，理解其中的控制器、執行器等環節的作用，熟悉反饋環節的作用。
4、能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素，并作分析。
5、了解簡單的被控制對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制設計的方案。
二、設計思路
本單元所研究的控制與設計，是在前一單元系統與設計基礎上的延伸。
無論是自動機器，還是神經系統、生命系統，以至經濟系統、社會系統，撇開各自的質態特點，都可以看作是一個自動控制系統。在這類系統中有專門的調節裝置來控制系統的運轉，維持自身的穩定和系統的目的功能。控制機構發出指令，作為控制信息傳遞到系統的各個部分（即控制對象）中去，由它們按指令執行之后再把執行的情況作為反饋信息輸送回來，并作為決定下一步調整控制的依據。
在社會生活中，控制具有十分重要的實踐意義，通過對控制系統中控制的目標、控制的過程和控制的機理等的理解，有助于學生運用簡單的控制方法解決現實生活中遇到的相關問題，發展學生良好的邏輯思維品質。
本單元從學生熟悉的生活事例入手，運用案例分析方法，由淺入深在展開控制的概念、控制的應用、開環控制系統和閉環控制系統的工作過程以及簡單控制系統的設計等，有利于學生掌握控制系統的基本知識與運用。
本單元的內容有：
1、控制的手段與應用
通過大禹治水、射手射擊等控制的事例，說明人們要實現自己的意愿或目的，就要通過一定的控制手段。通過控制在人們日常生活和生產中運用的實例分析，進一步明確控制應用的廣泛和重要。
2、控制系統的工作過程與方式
通過水泵抽水、自動門等案例，理解開環控制系統的特點是輸出量直接受輸入量的控制，從游泳場的水位控制案例理解閉環控制的關鍵是增加了一個對輸出量的檢測裝置，使輸出量能反饋到輸入端并與給定量比較，從而使輸出量穩定在一定范圍內。
3、閉環控制系統的干擾與反饋
干擾因素和反饋是閉環控制系統中的兩個重要的核心概念，閉環控制系統是通過反饋環節克服干擾因素而使系統達到穩定。
功能模擬方法和黑箱方法是控制論的主要方法。功能模擬法以功能行為相似為基礎而建立模型，為仿生學、人工智能、價值工程提供了科學方法，黑箱方法是通過考察系統的輸入與輸出關系認識系統功能的研究方法，是探索復雜大系統的重要工具。
4、控制系統的設計與實施
分別通過簡單的開環控制系統和閉環控制系統的設計案例，使學生了解控制系統設計的一般思路和步驟，通過自動升旗控制裝置的設計強化學生對設計的多方案的理解。
三、教學準備
1、相關學科知識
本單元要求學生具有初中物理學科電學基礎知識。
2、教學器材和材料
本單元需要的教學設備和器材主要有，學生技術試驗用齒輪、齒條、硬紙板、線、剪刀、可調光臺燈的試驗電路板和配套電器元件等。
若教師選擇其他試驗載體，則應準備相應器材、材料和工具。
四、課時安排
本單元建議使用10學時，具體安排可參考下表。
節次內容 建議學時數
第一節控制的手段與應用 2
第二節控制系統的工作過程與方式 2
第三節閉環控制系統的干擾與反饋 3
第四節控制系統的設計與實施 3
合計 10
五、教學建議
1、教師需查閱有關自動控制方面的書籍，重點對開環控制系統和閉環控制系統其及它們之間的異同進行研究和分析。
2、教師除了選擇教科書中的試驗和設計案例外，還可根據學生對控制系統的理解水平，有針對性地選擇其他小試驗和設計載體，并指導學生收集資料和實物。
3、教師在教學設計中，應恰當安排課內時間，對于學生方案設計的討論和點評，可放在課內進行，而方案設計的思考過程以及設計作品的制作形成過程，則可以“家庭作業”的形式放在課外，以解決課時不夠的問題。
六、教學評價
1、對學生技術試驗的評價，應注意緊扣試驗目標和試驗要求進行，例如制作小猴動作控制的小試驗，教師評價學生試驗是否成功的首要標準應該是小猴的動作是否與線的拉動有對應關系，也就是這一控制系統的輸入與輸出之間的對應關系，而非小猴做得是否逼真可，進而還可進一步評價當給以較小的輸入量時，是否有輸出動作對應。
2、對學生設計制作的作品評價也應如此。通過觀察學生在完成實際的設計制作任務時的表現，來評價其知識技能和方法的掌握程度、運用技術解決問題的能力等。
表現性評價強調的是做，而不是知道，一般較少有單一正確的答案，多種行為表現和問題解決的方案都可以認為優秀。
3、本單元結束后，將面臨著學生的學分認定。學分認定當然是過程評價與終結評價相結合。
過程性評價可以根據學生在本模塊學習過程中的表現記錄進行衡量。終結評價不排除書面測試這種方式，關鍵是教師應事先規劃測試的內容、目標、不同內容所要求的能力層次和恰當的題量，并設計有效的測試題目。教師在終結評價時還應設計1——2道操作試題，試題的設計一定是使學生在一定時間內可做完，并能客觀地反映學生操作水平的題目。
七、參考資料
1、《控制論》，羅伯特•維納，科學出版社
2、《自動控制與系統工程》，宋健，中國大百科全書出版社
3、《控制控制基礎》，王積偉，高等教育出版社
控制與設計 篇15
教學目標：
1、理解控制的含義。
2、積極觀察生活，能從生活中所遇到的和所觀察到的事物中識別出各種受控對象和受控過程。
3、對控制技術產生強烈的興趣和好奇心，并把它轉化為對后續知識學習的動力。
重難點：
1、分析案例的控制過程與結果。
2、體會控制技術應用的廣泛性、重要性。
課時安排：
2課時
知識提綱：
一、控制理論：
1、公元前3xx年出現。
2、瓦特最早應用于工業。
3、1948年，維納的《控制論》出版標志著學科的誕生。
二、事例：
1、計時水鐘。
2、飛球控制器。
3、電燈開關
4、風扇可調開關學生設計的密碼箱。
教學思路：
從介紹各種控制裝置入手，建立關于控制的初步認識和感性經驗，通過“討論交流”活動強化，并形成關于對控制的基本認識和對控制的描述，同時認識到控制及控制技術應用的廣泛性以及學習控制與設計的意義。
不要求學生對什么是控制做精確的口頭或文字表述，但應通過各種學習活動對其有較深刻的理解。較好地了解控制系統的構成要素，以此為依據分析判斷生活中的哪些對象是控制系統，怎樣實施控制過程。
新課導入：
［師］ 同學們好，在上個學期的期末設計方案中，有同學提出這樣一個問題：水塔里的水， 有時是用光了，直到水龍頭沒水出來才知道要抽水，而抽水有時候直到水溢出水塔才能發現。這樣由人工抽水即不及時又有可能造成浪費。針對這個問題，設計了一個自動抽水的控制裝置，當水位低于設定水位時自動抽水，水位達到一定高度后，自動停抽。請同學們講講這個裝置的工作原理。
［生］ 放一浮子，隨水位升降。過低時觸動觸發點，電路通，抽水機工作，水位到一定高度后，觸動另一個觸發點，電路斷開，抽水機停止工作。
［生］ 很好，這就是一種簡單的自動控制，那么，這節課我們就學習有關控制的知識：第四章 控制與設計的第一節什么是控制。
新課教學：
［師］ 請同學們花幾分鐘時間閱讀課本102頁的兩個控制裝置案例。
［生］ ------
［師］ 第一個案例，自動飲水器有怎樣的功能，是怎樣實現的？
［生］ ------
［師］ 請同學們分析第二個案例的功能及工作原理。
［生］ ------
［師］ 像這樣，人們根據自己的目的，通過一定的手段，使事物沿著確定方向發展，就形成控制。
［師］ 控制的例子有很多，請同學們收集使用控制技術的實例，并試分析它們的控制效果與原理。
［生］ 分組討論------
［師］ 請各小組派代表總結本小組的討論。
［生］ 發言------
［師］ 可見，控制技術有著廣泛的應用。它的應用對人類社會產生巨大的影響。那么，我們就應認識到學習控制技術的重要性，認真學好本章內容。
［師］ 關于控制，有一專門的理論，叫做“控制理論”，下面我們來了解一下。(配合課件講解)
［師］ 請同學們分析“計時水鐘”和“飛球控制器”的有原理及效果。
［生］ ------
［師］ 我們再來看教室里的風扇開關，這是一個可調開關，共五個檔。每個檔對應有一定的轉速。
［師］ 每個檔對應一定的電阻，選擇不同檔位，即選擇不同的電阻與風扇串連，風扇即有不同的轉速。
［師］ 假設除一檔外，別的檔的電阻都燒了，那么，開關要調到幾檔風扇才會轉？
［生］ 一檔。
［師］ 對，我們可以這樣看，這個開關相當于五個密碼鎖，只有調對密碼，即調到一檔。風扇才會工作。那么，這樣的密碼鎖有哪些缺陷？
［生］ 簡單，易破解，------
［師］ 對了，如果每個檔都試過，密碼就可以猜出來。如何解決這個問題？
［生］ ------
［師］ 下面是一種方法。即用多個開關串連，比如用4個串連。就共有625種可能，要靠窮舉法破解就難了。
［師］ 將此電路串連到一保險箱上，當只有調對密碼時，電路接通，門才打開。
［師］ 我們來欣賞一個根據此原理設計的學生作品。
［師］ 但是，調不對密碼，只是門打不開，沒有報警功能，該如何設計才能解決這一問題呢？
［生］ ------
［師］ 這個問題由同學們課后自己思考，好的，今天的課就到這里。
教學反思：
1、學生討論不認真、不主動、不積極。應創設好情境。
2、學生對控制技術應用的廣泛性體會不夠，考慮補充一些控制技術在各個領域的應用例子。
3、對控制的內涵理解不夠。
作者：海南農墾加來高級中學 陳玉杰
控制與設計 篇16
通用技術必修2知識概念配套練習
第四章 控制與設計
蘇教版
[檢測練習]
1、下列控制現象為自動控制的是（ ）
a、騎自行車 b、舂米
c、農用灌溉抽水的控制 d、用氣筒給自行車的輪胎充氣
2、自行車的剎車控制是屬于（ ）
a、機械控制 b、氣動控制 c、液壓控制 d、電子控制
3、下列控制系統中，屬于開環控制系統的是（ ）
a、電冰箱的溫度控制
b、計算機的cpu上的風扇的轉速控制
c、現代化農業溫室的溫度控制
d、紅綠燈定時控制系統
4、下列所屬自動控制的是（ ）
a、駕駛汽車 b、拖地板 c、用atm取款 d、人工紡紗
5、“神六”在空中運行中，在地面人員對其發出變軌指令的過程中，其控制的對象是（ ）
a、返回艙 b、推進艙 c、軌道艙 d、整個飛船
6、理解一個控制現象，要明確控制的對象是什么，控制要達到什么目的和采取什么手段。導彈控制系統控制的是導彈與目標之間的距離，目的是要擊中目標（距離為零）。分析這個控制系統，其控制的對象是（ ）
a、人 b、目標 c、計算機 d、導彈
7、我們理解一個控制現象，要明確控制的對象是什么，控制要達到什么目的和采取什么控制手段。射擊比賽的射手通過瞄準目標，使子彈射中靶心，分析這個過程，其控制的對象是（ ）
a、人 b、槍 c、子彈 d、靶
8、在電冰箱溫度控制中不屬于干擾因素的是（ ）
a、打開冰箱門 b、把食物放到冰箱內
c、電壓下降2伏 d、房間溫度變化很大
9、控制系統中屬于自動控制系統的是（ ）
a、按鈕開關控制 b、普通自來水龍頭 c、花房恒溫控制 d、汽車駕駛
10、黑色系統是指（ ）
a、全部由黑色的材料組成的結構系統 b、信息完全明確的系統
c、在夜晚生產制造出的系統 d、信息不完全明確的系統