开环控制系统工作过程

开环控制系统工作过程
教 学 设 计
石嘴山市光明中学 朱宏
【课题】：控制系统的工作过程与方式（开环控制）
【教学目标】：
1、知识与技能
了解控制系统的含义及特征；能说出简单开环控制系统的组成部分和其工作过程；能画出一个简单开环控制系统的方框图。
2、过程与方法
通过分析典型的案例，理解开环控制系统的特征和工作过程，并能用方框图进行描述；通过活动猴的制作，亲自动手实施控制，实现理论与实践的结合。
3、情感态度与价值观
通过对控制的亲身体验和案例分析，增强学生对控制技术的探究能力并应用于实际的生活。
【教学重点与难点】：
教学重点：开环控制系统的组成及其工作方式。
教学难点：用控制系统方框图描述开环控制系统的工作过程。
【教学策略】
创设情境，引导学生分析生活中的开环控制系统工作过程和方框图。
动手试验，体会开环控制系统输入与输出的关系
【课时安排】：1课时
【教学过程】
一、引入
前一节课我们学习了控制的手段和应用，对控制有了了解，今天我们共同体验一个控制的游戏，醉汉回家（flash动画），并请大家思考：在这个控制现象中控制的对象是什么 控制的手段是什么？控制的目的是什么？ 看来同学们对控制还是比较了解的，控制的对象，手段和目的是控制系统的三要素。为了更好的了解控制，设计控制，提高人们工作的效率。我们今天一起来学习控制系统的工作过程和方式。
板书：开环控制系统的工作过程和方式
二、新课讲授
（一）控制系统
任何一种控制的实现，都要通过若干环节共同实现，这些环节所涉及的装置就构成了一个系统，称为控制系统。
在上面的游戏醉汉回家中人，手，鼠标及醉汉共同组成了控制系统。
不管控制系统所采用的控制手段是人工控制还是自动控制，它们都有一个共同的特征：，即一个输入信号对应着一个输出信号。如电灯、电风扇的控制系统。请学生说出这两个控制系统工作的输入和输出。
（二）开环控制系统
让学生参与游戏画人头像，请一位同学在黑板上睁着眼画一遍，再蒙上眼画一遍，并让学生说出两次不同结果的原因。引导学生说出眼睛的反馈影响控制的输出得出闭环控制系统，接着引出开环控制系统的定义。
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。
控制系统的特点是输出量直接接受输入量的控制。请大家看课本P103页的定义。环控制系统比开环控制系统多了一个反馈环节。
提问：投掷飞镖的游戏属于什么控制系统？
让学生体验投掷飞镖，并帮助学生得出正确的答案。
分析骑自行车的工作过程与投掷飞镖的不同，搞清楚开环控制系统。
（三）控制系统的组成
1控制器：发出命令的部分。
2执行器：执行命令的部分。
3控制对象：控制器的作用对象。
4被控量；整个控制系统的控制目的。
5控制量：执行器作用于控制对象，从而使被控对象发生变化。
6反馈环节：把被控量的信息反馈给控制器。
所有的控制系统都由这些环节组成只是环控制系统比开环控制系统多了一个反馈环节。
分析投掷飞镖与骑自行车两个控制系统中的控制器，执行器，控制对象，被控量和控制量各是什么。
（四）控制系统的框图表示
通过我们学习过的流程图引入控制系统的框图表示，流程图有两部分组成，方框表示的是环节箭头表示的是时序，而在系统中箭头表示控制信号单向传递的方向。
在用控制系统方框图表示控制系统的工作过程时，必须找到控制系统中的输入量、输出量、控制量、控制器、执行器、被控对象。在这个控制系统中输出量不对系统的控制产生任何影响，我们将这种控制系统称为开环控制系统。开环控制系统可以用下面的方框图来描述：

开环控制系统在生活中的应用非常广泛，如我们在生活中常见到的自动门控制系统。
三．【案例分析】自动门控制系统
输入量 输出量 被控对象 控制器 执行器 控制量

阅读：P103案例分析：自动门的控制系统，了解其工作过程及方框图。
四．【马上行动】：P104页
先请同学欣赏音乐喷泉的视频（2分钟）让他们试着画出音乐喷泉以及公共汽车车门这两个开环控制系统的方框图，教师指导。
五．小试验（10分钟）
提出探究问题：①活动猴这个控制系统的输入输出各是什么？
②在这个控制系统的被控制的对象是什么？
③在这个控制系统中是什么控制着这个系统？
实验指导：教师先拿出自己制作的活动猴演示给同学看，接着发给学生老师事先剪好的猴子的躯干和四肢分发给每组同学，然后提供线，大头针给学生让他们连接。
试验小结：让学生画出这一控制系统的方框图。做完了试验你有什么体会？
六．本节小结
本节课我们一起学习了开环控制系统的工作过程与方式，其工作过程可以使用控制系统方框图来描述。下节我们将继续学习闭环控制系统。