高考复习样板教案-控制与设计
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文档简介
高考复习样板教案——控制与设计
陆小李 2009年8月
教学目的
（一）知识与技能
1、能结合事例理解控制的含义，了解常见的控制手段及应用；
2、熟悉简单的开环、闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程；能画出开环、闭环控制系统的方框图；
3、通过案例分析，理解控制器、执行器及闭环控制系统中比较器、反馈装置的作用，了解简单被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量，并初步形成控制系统的设计方案；
4、能找出影响简单闭环控制系统运行的干扰因素；了解反馈方法、功能模拟法、黑箱法在控制中的应用。
（二）过程与方法
1、通过考点知识梳理及高考分析明确本单元的考点知识及高考要求，学会复习知识的方法；
2、通过典型考题分析熟悉解本单元的高考题型，掌握各题型的解法，明确应注意的问题。
（三）情感态度与价值观
通过有关本单元的考题教师讲解与学生练习消除学生对控制与设计高考的神秘感和恐惧心理，增强高考信心。
教学重点与难点
重点：开环、闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程；反馈。
难点：控制系统设计的一般思路分析；控制系统的设计。
教学过程
考点知识梳理及高考分析
主题 考点知识 要求 具体内容回顾
控制的手段与应用 控制的含义 I 什么是控制？理解一个控制现象需明确什么？
控制的手段 I 常见的控制手段有哪几类？
控制的应用 I 控制应用于哪些方面？试举出几例。
控制系统的工作过程与方式， 开环、闭环控制系统的基本组成及工作过程 II 被控对象是什么？控制的目的是什么？（输出量）如何控制的？（控制器、执行器、反馈装置的作用）
控制系统方框图 II
闭环控制的干扰与反馈 干扰因素、反馈 I 什么是干扰因素？什么是反馈？试举例说明。
功能模拟法黑箱法 I 什么是功能模拟法？黑箱法？它们在控制中有哪些应用？
控制系统方案的设计与实施 控制系统设计方案 II 设计一个控制系统，根据什么来选择开环或闭环？被控对象是通过什么来分析它的基本特性的？如何确定被控量、控制量？控制系统设计步骤怎样？
高考要求I、II的含义：I.对所列知识点要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别；
II.对所列知识点要理解其确切含义及其中的技术思想方法，能够进行述和解释，并在解决实际问题中运用。
典例分析与反馈练习
1、理解一个控制现象需要明确控制的对象、要达到的目的、采用的手段，考试中常问：被控对象是什么？
例1、（2008年10月浙江高考题19．）如图所示为自动火炮控制系统示意图。当雷达检测到飞机后发出信号给跟踪系统，跟踪系统操纵火炮，调整火炮角度，该系统中被控对象是 ( http: / / www. / uploads / 10 / 1224685957aL3oBFHN.jpg" \o "点击查看原图" \t "_blank )
A．火炮 B．跟踪系统 C．雷达 D．飞机
反馈练习：
（1）根据消防要求，创库需要安装火灾自动报警系统。如有火灾发生，感应探测器检测到发生火灾时室内浓烈的烟雾，则报警灯闪烁，警龄响起，从而报警。该系统中被控对象是
A.创库 B.报警器 C.警龄 D.报警灯和警龄 （ ）
（2）公共汽车车的门开关由司机操作，司机操作开关装置，电流控制“电磁阀”的启闭，电磁阀决定压缩空气的流向，最后又压缩空气推动活塞开门或关门。控制公共汽车车门的开关控制属于
A.机械控制 B.电子控制 C.液压控制 D.气压控制 （ ）
（3）如图所示为高速公路汽车速度监测系统，
测速雷达测量车速，经控制器判断后，控制摄像头
将超速车辆的图像信息记录下来，作为违章处罚的
证据。该速度监测系统中的被控对象是（ ）
A、汽车
B、测速雷达
C、摄像头
D、速度显示器
2、能区分开环控制与闭环控制；能在具体控制事例中确定控制器、执行器、反馈装置、被控量、控制量；会补填完整控制系统方框图。
例2、（2009年3月浙江高考题20．）小明发现学校路灯有时由于没有及时关闭而浪费用电，为此他设计了一个控制方案，能够在天亮时关闭，天暗后打开。该控制系统应该属于
A、自动控制的闭环控制系统 B、自动控制的开环控制系统
C、手动控制的闭环控制系统 D、手动控制的开环控制系统
反馈练习：
（1）下列四个控制系统中，属于闭环控制系统的是（ ）
A.普通家用电吹风扇叶转速的控制系统 B. 自动烘手机的开关控制系统
C.家用空调温度调节系统 D.商店自动门开闭控制系统
（2）比较闭环控制系统和开环控制系统，下列说法错误的是（ ）
A.开环控制系统的控制精度相对较低 B.开环控制系统无反馈环节
C.闭环控制系统的抗干扰能力强 D.闭环、开环系统都有检测装置
（3）如图所示是加热炉的温度自动控制系统示意图，下列分析不正确的是（ ）
A. 给定量是设定的温度
B.执行器是热电偶
C. 被控对象是加热炉
D.被控量是加热炉内的实际温度
（4）声控灯控制系统中，传感器接收声音信号，经控制电路处理后驱动开关接通或关闭灯泡。该系统的控制对象是灯泡，控制量是（ ）
A、灯泡的发光 B、声音的大小 C、电源电压的高和低 D、开关的通与断
例3、（2009年3月浙江高考题19．）下列关于干扰因素对控制系统的作用，说法正确的是 （ ）
A、干扰因素仅作用在被控量上
B、干扰因素不会作用于开环控制系统
C、闭环控制系统中干扰因素的作用都会反映在输出量的变化上
D、干扰因素都是可以利用的
反馈练习：
（1）城市广场上的大电视机极大地丰富了市民的生活，下列四个因素中不会干扰电视机的正常工作是（ ）
A.停电 B.高温 C. 暴雨 D.屏幕大小
(2)如图所示的减速器是常用的机械部件。工程师为了判断其内部故障，通常转动输入轴，根据发出的声音来判断故障。该诊断方法属于
A、黑箱方法 B、功能模拟法
C、干扰法 D、虚拟试验法
例4、（2008年10月浙江高考题25．）如图所示为简化的飞机飞行状态控制系统。陀螺仪检测飞机的飞行状态后，将信号送给自动驾驶仪，自动驾驶仪将飞行状态与给定状态进行比较，根据偏差值控制舵机运转，舵机操纵飞机尾翼，调整飞行状态。 ( http: / / www. / uploads / 10 / 1224686785uNSw5PBJ.jpg" \o "点击查看原图" \t "_blank )
（1）请根据上面的示意图，补充完整飞机飞行状态控制系统方框图。
（在“▲”处填写相应的内容） ( http: / / www. / uploads / 10 / 1224686843eP10dzCL.jpg" \o "点击查看原图" \t "_blank )
（2）陀螺仪将检测到的飞行状态信号传送到自动驾驶仪与给定状态进行比较的过程称为
▲ 。
（3）在飞机飞行过程中，遇到气流时，飞行状态会发生变化，这种给定状态以外引起飞行状态变化的因素称为 ▲ 。
反馈练习：（2009年3月浙江高考题25．）传统列车的动力装置集中安装在机车上，在机车后面挂着许多没有动力装置的客车车厢。我国新开发的动车组把动力装置分散安装在客车车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，提高了列车的运行速度。如图所示为经过简化的动车牵引传动控制系统示意图。驾驶员向自动驾驶装置发出驾驶指令（设定速度），自动驾驶装置发出信号控制牵引传动装置运转，牵引传动装置驱动车轮转动，从而使动车运行，速度传感器检测动车的实际运行速度，并将测得的速度信号发送给自动驾驶装置与设定的速度进行比较，根据比较偏差值调整动车运行速度。
(1)根据上面的示意图及其描述，在控制系统方框图中“ ▲ ”处填写与动车牵引传动控制系统相对应的内容。
(2)速度传感器将检测到的动车行驶速度信号传送给自动驾驶装置与驾驶指令进行比较的过程称为 ⑥▲
课堂小结：控制与设计的高考重点知识是明确控制对象、目的、手段，理解开环、闭环控制系统的基本组成及工作过程，理解闭环控制系统的干扰与反馈的作用，了解功能模拟法、黑箱法在控制中的作用。估计2010年高考重点题型——选择题是对具体控制事例确定被控对象、控制器、执行器，找出干扰因素等；客观题是阅读理解具体控制事例的开环、闭环控制系统的工作过程，补填控制系统方框图中的有关事项。
课外作业：《非常1+1》P106页章节练习
教学反思：
陆小李 2009年8月
教学目的
（一）知识与技能
1、能结合事例理解控制的含义，了解常见的控制手段及应用；
2、熟悉简单的开环、闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程；能画出开环、闭环控制系统的方框图；
3、通过案例分析，理解控制器、执行器及闭环控制系统中比较器、反馈装置的作用，了解简单被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量，并初步形成控制系统的设计方案；
4、能找出影响简单闭环控制系统运行的干扰因素；了解反馈方法、功能模拟法、黑箱法在控制中的应用。
（二）过程与方法
1、通过考点知识梳理及高考分析明确本单元的考点知识及高考要求，学会复习知识的方法；
2、通过典型考题分析熟悉解本单元的高考题型，掌握各题型的解法，明确应注意的问题。
（三）情感态度与价值观
通过有关本单元的考题教师讲解与学生练习消除学生对控制与设计高考的神秘感和恐惧心理，增强高考信心。
教学重点与难点
重点：开环、闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程；反馈。
难点：控制系统设计的一般思路分析；控制系统的设计。
教学过程
考点知识梳理及高考分析
主题 考点知识 要求 具体内容回顾
控制的手段与应用 控制的含义 I 什么是控制？理解一个控制现象需明确什么？
控制的手段 I 常见的控制手段有哪几类？
控制的应用 I 控制应用于哪些方面？试举出几例。
控制系统的工作过程与方式， 开环、闭环控制系统的基本组成及工作过程 II 被控对象是什么？控制的目的是什么？（输出量）如何控制的？（控制器、执行器、反馈装置的作用）
控制系统方框图 II
闭环控制的干扰与反馈 干扰因素、反馈 I 什么是干扰因素？什么是反馈？试举例说明。
功能模拟法黑箱法 I 什么是功能模拟法？黑箱法？它们在控制中有哪些应用？
控制系统方案的设计与实施 控制系统设计方案 II 设计一个控制系统，根据什么来选择开环或闭环？被控对象是通过什么来分析它的基本特性的？如何确定被控量、控制量？控制系统设计步骤怎样？
高考要求I、II的含义：I.对所列知识点要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别；
II.对所列知识点要理解其确切含义及其中的技术思想方法，能够进行述和解释，并在解决实际问题中运用。
典例分析与反馈练习
1、理解一个控制现象需要明确控制的对象、要达到的目的、采用的手段，考试中常问：被控对象是什么？
例1、（2008年10月浙江高考题19．）如图所示为自动火炮控制系统示意图。当雷达检测到飞机后发出信号给跟踪系统，跟踪系统操纵火炮，调整火炮角度，该系统中被控对象是 ( http: / / www. / uploads / 10 / 1224685957aL3oBFHN.jpg" \o "点击查看原图" \t "_blank )
A．火炮 B．跟踪系统 C．雷达 D．飞机
反馈练习：
（1）根据消防要求，创库需要安装火灾自动报警系统。如有火灾发生，感应探测器检测到发生火灾时室内浓烈的烟雾，则报警灯闪烁，警龄响起，从而报警。该系统中被控对象是
A.创库 B.报警器 C.警龄 D.报警灯和警龄 （ ）
（2）公共汽车车的门开关由司机操作，司机操作开关装置，电流控制“电磁阀”的启闭，电磁阀决定压缩空气的流向，最后又压缩空气推动活塞开门或关门。控制公共汽车车门的开关控制属于
A.机械控制 B.电子控制 C.液压控制 D.气压控制 （ ）
（3）如图所示为高速公路汽车速度监测系统，
测速雷达测量车速，经控制器判断后，控制摄像头
将超速车辆的图像信息记录下来，作为违章处罚的
证据。该速度监测系统中的被控对象是（ ）
A、汽车
B、测速雷达
C、摄像头
D、速度显示器
2、能区分开环控制与闭环控制；能在具体控制事例中确定控制器、执行器、反馈装置、被控量、控制量；会补填完整控制系统方框图。
例2、（2009年3月浙江高考题20．）小明发现学校路灯有时由于没有及时关闭而浪费用电，为此他设计了一个控制方案，能够在天亮时关闭，天暗后打开。该控制系统应该属于
A、自动控制的闭环控制系统 B、自动控制的开环控制系统
C、手动控制的闭环控制系统 D、手动控制的开环控制系统
反馈练习：
（1）下列四个控制系统中，属于闭环控制系统的是（ ）
A.普通家用电吹风扇叶转速的控制系统 B. 自动烘手机的开关控制系统
C.家用空调温度调节系统 D.商店自动门开闭控制系统
（2）比较闭环控制系统和开环控制系统，下列说法错误的是（ ）
A.开环控制系统的控制精度相对较低 B.开环控制系统无反馈环节
C.闭环控制系统的抗干扰能力强 D.闭环、开环系统都有检测装置
（3）如图所示是加热炉的温度自动控制系统示意图，下列分析不正确的是（ ）
A. 给定量是设定的温度
B.执行器是热电偶
C. 被控对象是加热炉
D.被控量是加热炉内的实际温度
（4）声控灯控制系统中，传感器接收声音信号，经控制电路处理后驱动开关接通或关闭灯泡。该系统的控制对象是灯泡，控制量是（ ）
A、灯泡的发光 B、声音的大小 C、电源电压的高和低 D、开关的通与断
例3、（2009年3月浙江高考题19．）下列关于干扰因素对控制系统的作用，说法正确的是 （ ）
A、干扰因素仅作用在被控量上
B、干扰因素不会作用于开环控制系统
C、闭环控制系统中干扰因素的作用都会反映在输出量的变化上
D、干扰因素都是可以利用的
反馈练习：
（1）城市广场上的大电视机极大地丰富了市民的生活，下列四个因素中不会干扰电视机的正常工作是（ ）
A.停电 B.高温 C. 暴雨 D.屏幕大小
(2)如图所示的减速器是常用的机械部件。工程师为了判断其内部故障，通常转动输入轴，根据发出的声音来判断故障。该诊断方法属于
A、黑箱方法 B、功能模拟法
C、干扰法 D、虚拟试验法
例4、（2008年10月浙江高考题25．）如图所示为简化的飞机飞行状态控制系统。陀螺仪检测飞机的飞行状态后，将信号送给自动驾驶仪，自动驾驶仪将飞行状态与给定状态进行比较，根据偏差值控制舵机运转，舵机操纵飞机尾翼，调整飞行状态。 ( http: / / www. / uploads / 10 / 1224686785uNSw5PBJ.jpg" \o "点击查看原图" \t "_blank )
（1）请根据上面的示意图，补充完整飞机飞行状态控制系统方框图。
（在“▲”处填写相应的内容） ( http: / / www. / uploads / 10 / 1224686843eP10dzCL.jpg" \o "点击查看原图" \t "_blank )
（2）陀螺仪将检测到的飞行状态信号传送到自动驾驶仪与给定状态进行比较的过程称为
▲ 。
（3）在飞机飞行过程中，遇到气流时，飞行状态会发生变化，这种给定状态以外引起飞行状态变化的因素称为 ▲ 。
反馈练习：（2009年3月浙江高考题25．）传统列车的动力装置集中安装在机车上，在机车后面挂着许多没有动力装置的客车车厢。我国新开发的动车组把动力装置分散安装在客车车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，提高了列车的运行速度。如图所示为经过简化的动车牵引传动控制系统示意图。驾驶员向自动驾驶装置发出驾驶指令（设定速度），自动驾驶装置发出信号控制牵引传动装置运转，牵引传动装置驱动车轮转动，从而使动车运行，速度传感器检测动车的实际运行速度，并将测得的速度信号发送给自动驾驶装置与设定的速度进行比较，根据比较偏差值调整动车运行速度。
(1)根据上面的示意图及其描述，在控制系统方框图中“ ▲ ”处填写与动车牵引传动控制系统相对应的内容。
(2)速度传感器将检测到的动车行驶速度信号传送给自动驾驶装置与驾驶指令进行比较的过程称为 ⑥▲
课堂小结：控制与设计的高考重点知识是明确控制对象、目的、手段，理解开环、闭环控制系统的基本组成及工作过程，理解闭环控制系统的干扰与反馈的作用，了解功能模拟法、黑箱法在控制中的作用。估计2010年高考重点题型——选择题是对具体控制事例确定被控对象、控制器、执行器，找出干扰因素等；客观题是阅读理解具体控制事例的开环、闭环控制系统的工作过程，补填控制系统方框图中的有关事项。
课外作业：《非常1+1》P106页章节练习
教学反思：