4.4.2设计与实施雨水收集池水位控制系统课件-2021-2022学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》（共16张PPT）
文档属性
| 名称 | 4.4.2设计与实施雨水收集池水位控制系统课件-2021-2022学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》（共16张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 192.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 通用技术 | ||
| 更新时间 | 2022-04-20 23:44:17 | ||
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文档简介
第四章 控制及其设计
4.4 控制系统的设计与实施
任务二 设计与实施雨水收集池水位控制系统
1、情境导入
下雨天，雨水收集池的水位不断升高，当水位升至溢水口时,声音报警装置启动，同时水泵开始向位于高处的蓄水箱抽水。当雨水收集池的水位降到水池高度的1/4时,应停止抽水。
闭环控制系统的设计
闭环控制系统用于实现不同的控制目的，要求往往也不一样。对于简单的闭环控制系统，有以下基本要求:
第一，一个闭环控制系统应正常工作，首先必须是稳定的。如输出量发生偏离,系统通过动态调整使被控量回到平衡状态，系统的这种调整过程有可能使系统产生振荡。若振荡呈逐渐衰减趋势，能很快稳定下来，还属于稳定系统，否则就是不稳定系统。
第二，控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制在允许范围之内。
第三，闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。
在进行闭环控制系统的设计时，几项控制要求之间往往会产生矛盾，而要结合具体问题全面解决或有所侧重地解决。
情境展示:
同学们设计和制作好的雨水收集池，在雨水过多时会发生漫溢，在不下雨时又因为水位过低而无水可用，针对这一问题，大家积极寻找解决问题的方法和途径。
问题分析:
当雨水收集池的水位升到溢水口时，发出声音报警；当雨水收集池的水位到达溢水口时， 把水抽到高处的冲厕蓄水箱。
当抽水直到雨水直到雨水收集池水位降到水池高度的1/4时停止抽水。
主要过程:
1、报警系统
2.水位控制系统
采用水位传感器检测水位，当水位达到溢水口时，潜水泵启动，抽水到冲厕蓄水箱。当水位传感器检测到水位降到水池的1/4时，潜水泵停止抽水。
采用水位传感器检测水位，当水位达到溢水口时，使电磁阀开关闭合，电路接通，声音报警。当水位降到溢水口以下时，电磁阀开关断开，声音报警取消。
材料准备
接线端子
蜂鸣器
电极水位传感器
液位水位传感器
编程控制板
电磁开关
潜水泵
9V电池
9V电池线
杜邦线
水管
水槽
（蓄水箱）
利用linkboy电路连接及编程仿真
linkboy编程视频
制作及测试视频
试验报告
小组完成
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}试验主题
试验目的
材料准备
试验过程
试验记录
试验结论
思考:
一般情况下，要实现高水位开始抽水、低水位停止抽水，要用两个传感器。你是否能用一个传感器来实现这个控制的呢?
评 价
作品
完成
功能
实现
小组
合作
成本
美观
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA} 评价者
评价项目
学生评价
教师评价
自评
他评
课堂表现
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
自主学习
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
动手能力
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
小组合作
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
分析问题
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
解决问题
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
项目作品
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
项目作品评价
课堂评价
小 结
1.设计闭环控制系统
2.水位传感器的应用
3.编程
4.制作水位控制系统及测试
课后练习 1.设计并制作水车控制装置模型，如图所示。利用流动的水冲击水车，以控制不同的机械装置而产生动作。 2.某地下车库的车位管理系统，每个车位上方都有传感器检测是否有车停进来。当车位上无车时，车位上方的显示灯为绿色，当车位上有车时，车位上方的显示灯为红色。这样不仅方便驾驶人员找到空车位，还方便后台及时汇总车库的车位信息，统计空车位数量和位置。
请设计完成这一车位管理系统，并选择你熟悉的材料、元件，制作该系统的模型。
下 课
4.4 控制系统的设计与实施
任务二 设计与实施雨水收集池水位控制系统
1、情境导入
下雨天，雨水收集池的水位不断升高，当水位升至溢水口时,声音报警装置启动，同时水泵开始向位于高处的蓄水箱抽水。当雨水收集池的水位降到水池高度的1/4时,应停止抽水。
闭环控制系统的设计
闭环控制系统用于实现不同的控制目的，要求往往也不一样。对于简单的闭环控制系统，有以下基本要求:
第一，一个闭环控制系统应正常工作，首先必须是稳定的。如输出量发生偏离,系统通过动态调整使被控量回到平衡状态，系统的这种调整过程有可能使系统产生振荡。若振荡呈逐渐衰减趋势，能很快稳定下来，还属于稳定系统，否则就是不稳定系统。
第二，控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制在允许范围之内。
第三，闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。
在进行闭环控制系统的设计时，几项控制要求之间往往会产生矛盾，而要结合具体问题全面解决或有所侧重地解决。
情境展示:
同学们设计和制作好的雨水收集池，在雨水过多时会发生漫溢，在不下雨时又因为水位过低而无水可用，针对这一问题，大家积极寻找解决问题的方法和途径。
问题分析:
当雨水收集池的水位升到溢水口时，发出声音报警；当雨水收集池的水位到达溢水口时， 把水抽到高处的冲厕蓄水箱。
当抽水直到雨水直到雨水收集池水位降到水池高度的1/4时停止抽水。
主要过程:
1、报警系统
2.水位控制系统
采用水位传感器检测水位，当水位达到溢水口时，潜水泵启动，抽水到冲厕蓄水箱。当水位传感器检测到水位降到水池的1/4时，潜水泵停止抽水。
采用水位传感器检测水位，当水位达到溢水口时，使电磁阀开关闭合，电路接通，声音报警。当水位降到溢水口以下时，电磁阀开关断开，声音报警取消。
材料准备
接线端子
蜂鸣器
电极水位传感器
液位水位传感器
编程控制板
电磁开关
潜水泵
9V电池
9V电池线
杜邦线
水管
水槽
（蓄水箱）
利用linkboy电路连接及编程仿真
linkboy编程视频
制作及测试视频
试验报告
小组完成
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}试验主题
试验目的
材料准备
试验过程
试验记录
试验结论
思考:
一般情况下，要实现高水位开始抽水、低水位停止抽水，要用两个传感器。你是否能用一个传感器来实现这个控制的呢?
评 价
作品
完成
功能
实现
小组
合作
成本
美观
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA} 评价者
评价项目
学生评价
教师评价
自评
他评
课堂表现
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
自主学习
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
动手能力
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
小组合作
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
分析问题
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
解决问题
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
项目作品
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
☆☆☆☆☆
项目作品评价
课堂评价
小 结
1.设计闭环控制系统
2.水位传感器的应用
3.编程
4.制作水位控制系统及测试
课后练习 1.设计并制作水车控制装置模型，如图所示。利用流动的水冲击水车，以控制不同的机械装置而产生动作。 2.某地下车库的车位管理系统，每个车位上方都有传感器检测是否有车停进来。当车位上无车时，车位上方的显示灯为绿色，当车位上有车时，车位上方的显示灯为红色。这样不仅方便驾驶人员找到空车位，还方便后台及时汇总车库的车位信息，统计空车位数量和位置。
请设计完成这一车位管理系统，并选择你熟悉的材料、元件，制作该系统的模型。
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