2021学年高中通用技术苏教版(2019)必修2教案--4.3闭环控制系统的工作过程公开课.docx

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1、苏教2019版技术与设计2第四章 控制及其应用4.3闭环控制系统的工作过程一、教材分析：经过前面的学习，学生已能恰当处理技术活动中的人技关系，初步形成规范、安全的技术习惯；面对真实的情境，能运用技术语言分析需求，明确需要解决的技术问题；能根据设计对象和现有条件制订解决技术问题的一个或多个单一方案；形成初步的工程意识与思维，能确定一个生活或生产中的简单对象，分析影响系统的因素。在本节的学习中，学生要经历家用芽菜机温度控制系统的分析过程，要站在工程设计的高度，应用系统分析方法与控制原理，解决生活中的实际问题，促使学生的系统思考和工程思维能力提升。二、教学目标：1.通过实践体验，分析闭环控制系统的基

2、本组成和工作过程，能分析简单的闭环控制系统，并画出闭环控制系统方框图。2.通过案例分析，理解传感器在闭环控制系统中的作用，在闭环控制设计中能恰当选择传感器。3.通过案例分析，认识反馈和干扰因素，能结合闭环控制系统的工作过程，分析反馈和干扰现象及其基本原理。三、教学重难点教学重点：闭环控制系统的基本组成和工作过程。教学难点：反馈与干扰因素。四、教学过程1. 走进情境：陈晨家阳台上种植了两种植物虎皮兰和绿萝。虎皮兰喜热、耐干早，绿萝则喜阴湿、忌干燥。这两种植物不能采用同一定时浇水方式，应该如何改进自动浇灌装置呢？2. 搭建土壤湿度控制系统（1） 与学生一起探讨该控制系统的工作原理并填写下表：土壤湿

3、度情况电磁阀的状态花洒的状态当湿度传感器检测到花盆内土壤湿度不够时打开洒水当湿度传感器检测到花盆内土壤湿度达到要求时关闭不洒水（2） 思考： 电磁阀的开启与关闭取决于来自什么装置的信号？参考答案：湿度传感器（3） 绘制土壤湿度控制系统方框图3. 闭环控制系统我们把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。(1) 简单闭环系统方框图：(2) 特点：在系统的输入量和输出量之间，还有一条从输出量返回到输入端的反馈环节，它们形成了一条闭合回路，反馈环节使得输出量的改变对控制的过程产生直接影响。信号传递是闭合回路。(3) 判断控制系统是否是闭环系统方框图： 光控窗帘控制系统

4、： 电冰箱的温度控制系统： 声光楼道灯控制系统：4. 练习离心式调速器对汽轮机转速的控制如图为蒸汽机的转速控制系统,采用离心调速的方式进行控制。当蒸汽机的转速大于设定值时,通过圆锥齿轮将转速传递到转轴,带动两个飞锤做离心运动,使套筒向上运动,通过调节杠杆使进气阀门的开度变小,蒸汽进气量减少,蒸汽机的转速下降,反复调节直到转速趋于设定值。（1）该控制系统属于_（开环/闭环）控制系统。（2）请完善控制系统方框图。_，_（3）该控制系统中,飞锤、套筒和调节杆组合的作用是_(传感器控制器/执行器)。5. 练习电冰箱的温度控制如图所示是某款电冰箱温度控制系统部分结构示意图，其工作过程如下：当电冰箱内的温

5、度上升时，感温包和膜盒内的感温剂气体的温度随之上升，压强增大，使传动膜片向外伸胀，通过连接杆推动电触点闭合，于是电路接通，压缩机开始工作。当电冰箱内的温度降低至设定值时，该温度控制器会使压缩机停止工作。根据示意图和工作原理描述，下列关于该温度控制系统说法中不正确的是（ ）。A该款电冰箱温度控制系统的控制方式属于闭环控制B感温包如被电冰箱内冰霜覆盖后会导致制冷不正常C当调温旋钮逆时针方向调到某一位置时，预设的冰箱温度将降低D电冰箱工作电压波动属于该温度控制系统的干扰因素6. 闭环控制系统中的反馈反馈：在自动控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程反馈方法：利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行的方法。带有反馈的控制系统就是前面所述的闭环控制系统。在工程中，反馈控制是自动控制中不可缺少的形式。7. 开环系统与闭环系统的比较8. 干扰因素在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控制量变化的各种因素都可以视为干扰因素。9. 黑箱方法10. 小结(1) 闭环控制系统。(2) 闭环控制系统的反馈。(3) 系统中的干扰因素