第四单元第二节控制系统的工作过程与方式(教案).doc

东方中学教案 年 月 日星期 第 1 课时课型 新课课题第四单元 控制与设计第二节 控制系统的工作过程与方式教学目标1分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程2熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出一个简单的闭环控制系统的方框图3理解闭环控制系统中的控制器、执行器的作用重点分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程难点理解闭环控制系统中的控制器、执行器的作用教学方法案例情景机理分析总结归纳认识提升学法指导回想分析联想猜想教学手段多媒体辅助教学教学过程：1控制系统：任何一种控制的实现，都要通过若干环节，这些环节就构成一个系统，称为控制系统。【案例分析】自行车速度的控制的实现过程、电风扇风速的控制过程、自动门的控制过程、遥控电视频道更换的控制过程、航空模型的控制过程（画出控制过程方框图）【总结】一般的控制过程都有一个输入和一个输出。任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节构成一个系统，我们称之为控制系统。控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。【马上行动】（课文p102）控制系统一般分为开环控制系统和闭环控制系统。2开环控制：【利用前面的案例和普通游泳池注水控制系统控制过程分别引出两个名词：输入量和输出量】控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统成为开环控制系统。（开环控制是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程,按这种方式组成的系统称为开环控制系统,其特点是系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响，不具备自动修正的能力。其输入可分为给定值输入和干扰输入。）开环控制系统的方框图：涉及的基本概念 控制系统；用以完成一定控制任务的元、部件的组合。 控制器：对被控对象起控制作用的设备总体，即控制装置。 被控对象：需要控制的机器、设备或生产过程。 输入量：作用于控制系统的物理量，可分为使系统具有预定功能的控制输入量(简称控制量)和破坏系统控制输入量和输出量之间预定规律的干扰输入量(简称干扰或扰动量)。 输出量：控制系统或被控对象的需要进行控制的物理量。控制系统的各个环节该如何描述出来？ 1例子1 ：投掷飞镖投掷飞镖的控制过程包括了下面几个组成部分：大脑命令发出者肢体命令执行者飞镖命令的作用对象2例子2 ：供水水箱的水位自动控制系统讲解供水水箱的水位自动控制系统原理，提出这个控制系统同样含有下面几个部分：命令发出者：机械或电器控制装置命令执行者：阀门命令的作用对象：水箱描述性语言概念化1组成：命令发出者控制器命令执行者执行器命令的作用对象被控对象反馈环节反馈环节2相关量：期望值给定量控制目的被控量对控制对象所产生作用控制量3案例分析1）投掷飞镖控制器：大脑执行器：手被控对象：飞镖给定量：期望值被控量：落点【案例分析】自动门的控制系统、水泵抽水控制系统【学生课堂举例并分析】公共汽车车门控制系统（红绿灯定时控制系统、防盗报警系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制系统、闹钟定时控制系统等等）（要求学生能画出其控制方框图）3闭环控制：【教师分析与学生讨论：在游泳池注水控制系统增加水位测量设备和改变控制对象后，控制系统的过程与前面的开环控制过程有何区别，输出量输入量之间产生了什么关系和作用。】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。（闭环控制是将输出量直接或间接反馈到输入端形成闭环、参与控制的控制方式。若由于干扰的存在，使得系统实际输出偏离期望输出，系统自身便利用负反馈产生的偏差所取得的控制作用再去消除偏差，使系统输出量恢复到期望值上，这正是反馈工作原理。可见，闭环控制具有较强的抗干扰能力）闭环控制系统方框图：（解释方框图中的一些图标代表的含义）（让学生观察并解释闭环控制系统与开环控制系统的区别？然后教师归纳总结）涉及的基本概念 反馈：输出量送回至输入端并与输入信号比较的过程。 负反馈：反馈的信号是与输入信号相减而使偏差越来越小。【生活案例】保温电饭锅的保温控制、空调的温度控制等等【生产案例】温室大棚、氨气生产的反应炉温控制等等【复杂案例简述】导弹防空系统，战斧巡航导弹的控制【马上行动】（课堂练习）p106（让学生谈谈生活生产中的闭环控制系统并分析其工作过程） 修改简记板书设计课件作业布置拓展延伸课后反思1控制系统的工作过程与方式这节的内容是有关“控制系统的工作过程与方式”的学习和掌握，包含“控制系统”、“开环控制”和“闭环控制”等三个内容。它是学生在学习控制在我们的生活和生产中的应用后，进一步学习有关控制系统的组成、工作方式以及两种重要的控制系统：开环控制和闭环控制，并熟悉它们工作原理和作用。根据学生已经学习的内容和认知特点，让学生通过对相关典型控制应用案例的深入分析，引导学生在对控制系统的生活生产应用分析，进而熟悉控制系统的基本组成和工作过程，通过对开环和闭环控制基本组成和其工作机理的学习，进而掌握和理解这两种控制方式的重要作用。2把教学的案例情景设置在学生身边经常遇到的例子，如自行车等生活常用工具和产品，根据目标对教学内容进行筛选，尽量去掉教材中易使学生厌烦的信息，留下学生能够参与和感兴趣的信息，激发学生的学习热情。如果有可能，就尽量减少教师的课堂讲解，要给学生充足的时间和空间来思考和发展，使学生有时间和空间进行自我调控、自主学习、自我分析、互相评价、促进学生学会学习。我们不能仅仅经常问学生“为什么这样？”，还要努力促进学生被动的回答教师的“为什么”转化发展为经常向自己提出“为什么”。这个转化过