山东省泰安市肥城市第三中学高中通用技术 控制系统的设计与实施学案.doc

山东省泰安市肥城市第三中学高中通用技术 控制系统的设计与实施学案学习内容学习指导即时感悟学习目标：1了解简单的被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计方案。2能根据开环系统的设计方法，制作一个控制装置。学习重点： 1. 设计一个控制系统应明确的问题；对控制系统的基本要求；控制系统设计的思想方法。学习难点： 1. 设计一个控制系统应明确的问题的分析；控制系统设计的思想方法。【回顾预习】1、什么是控制系统？2控制的重要的内容?3、控制系统的干扰因素？【自主合作探究】控制系统设计的一般思路 1. 系统要达到的目标？2. 控制的对象？3. 被控对象的特性？4. 被控量和控制量？5. 外界的主要干扰因素？6. 怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现？7. 设备和元件？1.选择开环还是闭环要根据控制系统的精度要求和条件的可行性而定2.找出控制系统的干扰因素，并分清主次，找出最大的干扰因素3.要确定控制量和被控量4.执行器和检测装置的选择: 一是要根据控制量和被控量的需求，二是根据控制条件总之，控制系统设计需满足的基本条件:能达到控制的目的采用易于实现的方式降低控制成本减少对环境的负面影响二、开环控制系统的设计与学生一起分析，这个系统要达到的目的是什么？控制的对象是什么？被控对象有哪些特性？被控量的控制量分别是什么？外界的干扰因素是什么？经济实用？安全教育与设计。设计要求：电吹风能根据不同档位输出不同种类的风.设计分析：被控对象电吹风；被控量风的速度和温度；控制量电机的电压；干扰因素房间温度、电源电压的波动工作过程：学生讨论：普通电风扇控制系统的设计（2）闭环控制系统的设计简单的闭环控制系统，基本要求：第一，一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的。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的范围之内。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，需要结合具体问题全面解决或有所侧重地解决。案例分析：抽水马桶水箱的自动控制系统的设计p120设计项目：抽水马桶水箱的自动控制系统设计要求：当水箱中的水位低于达到某一指定高度时，进水口立即进水。当水箱的水位达到某一指定高度时，进水口立即停进水。控制系统对控制精度和系统的稳定性均没有特别的要求。设计分析：从设计要求来看，这是一种自动控制，因此选择闭环控制系统。被控对象是抽水马桶的水箱，被控量是抽水马桶水箱水位的高度，控制量是进水管的水流量（即进水量），水箱水位的高度与进水量之间呈线性关系。主要干扰因素是水箱的出水流量。方案构思：采用浮球作为水位高度的检测装置。当水箱的水位低于水箱的某一高度时，出现了水位差（给定的水位高度与实际水位高度之差），这个信号通过浮球、连杆机构传给进水阀，使进水阀打开，从而水箱进水；当水箱的水位达到水箱的某个高度时，水位差为零，进水阀关闭。水箱水位的控制过程：拨动冲水旋钮，使出水阀打开，水箱冲水，与此同时，进水阀打开，水箱进水，直到指定水位时，进水阀关闭。2控制系统的设计与实施方案案例分析：自动升旗简易控制装置的设计p121【当堂达标】控制系统的主要工作原理我们所整理出来的这个光控窗帘模块框图，也是老师在制作这个光控窗帘时的一个思路框图。【反思提升】