5.1 自动控制系统 课件（内嵌视频）2026-2027学年浙教版八年级科学下册

自动控制系统年级：八年级学科：初中科学（浙教版）自动驾驶出租车。情境导入视频来源于网络新知探究什么是自动控制？机器可以根据人的要求自主完成某些操作，达到人的要求或具备人所期望的功能，这就是自动控制。传统（人工）控制和自动控制对比新知讲解传统（人工）控制自动控制响应速度局限性慢极端危险情况人工无法介入（地震、火灾）快（毫秒级反应）可进入人类无法到达或生存的区域自动控制是相对人工控制而言的，它能够根据人的需要、机器或装置自己获得的信息，及时作出合理的判断，进而自主地完成某些操作。新知讲解自动控制已经广泛应用于生活、生产，是航空航天、国防科技等领域的重要技术，也是当今国家竞争力的重要标志。以小组形式讨论：生活和生产中还有哪些自动控制的应用案例？对讨论的案例合理归类。你能猜出案例中实现控制功能的设计思路吗？思考与讨论明确控制目的—选择传感器采集信息—设计控制系统—搭配继电器、电磁阀等执行机构完成具体操作新知探究如何实现自动控制？

控制是一个主体对一个对象发出有目的的操作行为，以达到主体的期望。人是如何控制自己的行为的呢？例如，在路上行走时，如果发现前方有较深的积水区，我们会怎么做？从控制系统的角度分析，人的行为过程如图所示：新知探究自动控制系统

信息收集系统（眼）信息处理系统（大脑）操作执行系统（躯体）它们是相互联系、相互制约的，一个组块的信息对另一个组块会产生影响和作用，这三个部分的组块就形成了自动控制系统。新知探究系统是由几个相互联系、相互制约的部分组成的整体，每个部分也可以是由几个相互联系、相互制约的子系统组成的。系统的各部分组成一个共同的统一体，完成一个共同任务。原子是一个系统。请你阐述原子系统的结构与组成。思考与讨论原子由原子核（质子、中子）和核外电子构成，原子核与电子相互关联、相互制约，核外电子按一定规律排列形成稳定结构，各部分构成原子。新知探究光学传感器收集信息→前方有障碍物→信息传输到中央处理器。中央处理器根据机器人具有的能力对当前信息进行综合分析与处理，作出判断：无法穿过，只能绕行中央处理器对机器人的执行系统发出指令：改变路线，绕行→操作执行系统按指令完成相应的绕行操作。机器人的自动控制新知讲解自动控制系统

信息收集系统信息处理系统操作执行系统实现自动控制必须有信息收集系统、信息处理系统和操作执行系统。当然，完成自动控制的过程必须有信息转换和信息传输系统的支持。新知探究自动控制系统VS人体系统功能系统自动控制系统人体系统信息收集由各种传感器感知各种信息，并把信息转化成电信号由各种感觉器官感知各种信息，并把信息转化成神经传输的冲动(微电流)信息处理收集的信息由中央处理器(计算机、主板等)进行计算和处理，并根据结果作出操作指令收集的信息由大脑神经系统进行计算和处理，并根据处理结果作出操作行为指令操作执行根据中央处理器的指令，由相应的操作部件(如继电器、轮轴和电机组成的机械装置)完成指令要求的操作根据大脑的指令，由相应的操作器官或部位完成指令要求的操作思考与讨论画出机器人绕过积水区域的自动控制过程图。信息收集系统信息处理系统操作执行系统视觉传感器中央处理器轮轴电机图片AI生成新知探究人可以根据要求自如地完成各种动作，机器人也可以完成各种动作。那么机器人是如何实现自动控制要求的？视频来源于网络新知探