控制系统的设计
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文档简介
控制系统的设计
海南中学 韩华
一、教学目标
（1）了解简单的被控制对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制设计的方案。
（2）能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置；或者能根据简单闭环控制系统的设计方案进行实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。
二、教学重难点
能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置；或者能根据简单闭环控制系统的设计方案进行实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。
三、教学资源准备
多媒体课件、电饭锅恒温器一个、干簧管一只（常开）、发光二极管一只、导线若干条、微型开关二个（常开、常闭）
四、新课教学
1、引入：
[复习旧课，导入新课]教师讲述，与学生一起回顾开环控制和闭环控制的相关知识，为下面的新知识讲授打下伏笔。
2、讲授新课
活动一：衣柜自控灯的设计（直接引入题目，便于学生积极思考。）
要求：开门灯即亮，关门就会自动熄灭
㈠被控对象的基本特性
干扰: 电压的波动
影响: 电流波动、灯光闪烁
例：自控灯的设计
被控对象——灯泡
被控量——灯泡亮/灭
通过改变什么来实现灯的亮/灭
控制量——开关通与不通
控制方案——开环控制系统
元器件——开关、电源、灯泡……
自控灯的控制工作过程：
安装在衣柜上的，开门灯即亮，关门就会自动熄灭
方案构思：
选择开环控制系统实现自控灯的控制要求。
确定了确定控制系统的设计方案后，画出必要的电器线路图，选择适当型号的元件和配件，进行组装、调试。
㈡方案的呈现
学生根据给定的材料，呈现小组方案
㈢展示与点评
展示部分小组作品并调试
㈣拓展与延伸
这一设计除了用在衣橱上，还可以用在哪里？
门窗、橱柜、抽屉、保险柜……
如果把被控对象换成电铃，那么它又可做成什么？
防盗报警控制系统
如果把执行器开关换成声控开关的话，它又可做成什么？
声控灯
如果把执行器开关换成光控开关的话，它又可做成什么？
光控灯
……
活动二：体验简单的闭环控制系统 电饭锅温度控制
小结：控制系统设计的一般思路
系统要达到的目标？
控制的对象？
被控对象的特性？
被控量和控制量？
外界的主要干扰因素？
怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现？
设备和元件？
教学反思：
在本节课的教学中，以自控灯这一案例为主线，让学生在针对实际问题进行控制设计的实践中去领会控制系统设计的一般方法，活动过程中，学生以小组为单位在进行设计分析时，亲身经历对多方案进行比较、权衡、选择的过程以及一个控制系统的制作、安装、调试、改进的全过程。在这样一个过程中，学生才可能对教学目标有一个全面理解和认识。
活动中，学生遇到一些问题，比如：在我所给的材料中，对有些材料（如开关、双金属片等）比较陌生；学生在比较权衡完毕后，还会对原来的方案进行进一步的改进；学生在对控制系统电路连接调试中灯泡不亮等等
在整节课中，课堂氛围好，学生兴趣高，能按时完成任务，但仍有不足之处，如果要在本课基础上增加一制作环节，提前给学生两三张硬纸片，让学生将他们脑中的设计方案以模型的方式表现出来，我想会更好些
海南中学 韩华
一、教学目标
（1）了解简单的被控制对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制设计的方案。
（2）能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置；或者能根据简单闭环控制系统的设计方案进行实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。
二、教学重难点
能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置；或者能根据简单闭环控制系统的设计方案进行实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。
三、教学资源准备
多媒体课件、电饭锅恒温器一个、干簧管一只（常开）、发光二极管一只、导线若干条、微型开关二个（常开、常闭）
四、新课教学
1、引入：
[复习旧课，导入新课]教师讲述，与学生一起回顾开环控制和闭环控制的相关知识，为下面的新知识讲授打下伏笔。
2、讲授新课
活动一：衣柜自控灯的设计（直接引入题目，便于学生积极思考。）
要求：开门灯即亮，关门就会自动熄灭
㈠被控对象的基本特性
干扰: 电压的波动
影响: 电流波动、灯光闪烁
例：自控灯的设计
被控对象——灯泡
被控量——灯泡亮/灭
通过改变什么来实现灯的亮/灭
控制量——开关通与不通
控制方案——开环控制系统
元器件——开关、电源、灯泡……
自控灯的控制工作过程：
安装在衣柜上的，开门灯即亮，关门就会自动熄灭
方案构思：
选择开环控制系统实现自控灯的控制要求。
确定了确定控制系统的设计方案后，画出必要的电器线路图，选择适当型号的元件和配件，进行组装、调试。
㈡方案的呈现
学生根据给定的材料，呈现小组方案
㈢展示与点评
展示部分小组作品并调试
㈣拓展与延伸
这一设计除了用在衣橱上，还可以用在哪里？
门窗、橱柜、抽屉、保险柜……
如果把被控对象换成电铃，那么它又可做成什么？
防盗报警控制系统
如果把执行器开关换成声控开关的话，它又可做成什么？
声控灯
如果把执行器开关换成光控开关的话，它又可做成什么？
光控灯
……
活动二：体验简单的闭环控制系统 电饭锅温度控制
小结：控制系统设计的一般思路
系统要达到的目标？
控制的对象？
被控对象的特性？
被控量和控制量？
外界的主要干扰因素？
怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现？
设备和元件？
教学反思：
在本节课的教学中，以自控灯这一案例为主线，让学生在针对实际问题进行控制设计的实践中去领会控制系统设计的一般方法，活动过程中，学生以小组为单位在进行设计分析时，亲身经历对多方案进行比较、权衡、选择的过程以及一个控制系统的制作、安装、调试、改进的全过程。在这样一个过程中，学生才可能对教学目标有一个全面理解和认识。
活动中，学生遇到一些问题，比如：在我所给的材料中，对有些材料（如开关、双金属片等）比较陌生；学生在比较权衡完毕后，还会对原来的方案进行进一步的改进；学生在对控制系统电路连接调试中灯泡不亮等等
在整节课中，课堂氛围好，学生兴趣高，能按时完成任务，但仍有不足之处，如果要在本课基础上增加一制作环节，提前给学生两三张硬纸片，让学生将他们脑中的设计方案以模型的方式表现出来，我想会更好些