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1、2022年高中通用技術 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋3教案 蘇教版必修2 教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2） 文檔內容：閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋 章　　節(jié)：第四單元　控制與設計 第三節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋 課 時：第2課時 一、教學目標 　　1. 理解閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程 　　2. 理解開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)區(qū)別 二、教學重點 閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程，繪畫簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖。? 三、教學難點 控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用，閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別。 四、教學方法 講授、實踐、

2、任務驅動。 五、設計思想 本節(jié)內容在《控制與設計》一單元中起到舉足輕重的作用，不僅可使學生對閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理和和過程有深刻的認識，而且對開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較有清晰的理解。 六、教學準備 烘箱、畫架等 七、教學過程 閉環(huán)控制系統(tǒng)工作過程 [介紹]：閉環(huán)控制系統(tǒng)就是系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)是通過反饋環(huán)節(jié)克服干擾因素而使系統(tǒng)達到穩(wěn)定。 [核心]：通過反饋來減少被控量(輸出量)的偏差。 [案例分析]：閱讀書上案例 [思考設計]：家用抽水馬桶是一個典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)的水位控制。 [

3、思考]：在水箱的水位控制系統(tǒng)中，控制量還可以有其他選擇嗎？為什么？ （控制量是進水閥的流量。放水、蒸發(fā)是干擾。） 閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點： （1）系統(tǒng)輸出量對控制作用有直接影響。 （2）有反饋環(huán)節(jié)，并應用反饋減小誤差。 （3）當出現(xiàn)干擾時，可以自動減弱其影響。 [flash課件演示]：加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng)： [實物展示]： 烘箱 溫度自動控制系統(tǒng)。首先用熱電偶來代替溫度計來測量溫度的值，然后對溫度的比較，當小于恒溫箱給定時，就增大加熱裝置的電流；相反當大于恒溫箱給定時，就減小電流。這樣恒溫箱就能保持給定的溫度。 　加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng)

4、的結構圖： 控制器 閥門 水箱 檢測裝置（反饋） 水位 給定量 + - 小結： 閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點是，控制精度較高，系統(tǒng)能夠實時監(jiān)控輸出端，及時調整輸入端，在生產(chǎn)和生活中應用廣泛，主要用于各種自動化控制。 課堂實踐：演示抽水馬桶水位自動控制系統(tǒng) 目標： 　　抽水馬桶水位自動控制系統(tǒng)，在家庭生活中有著廣泛的應用。通過剖析抽水馬桶水位自動控制系統(tǒng)的工作過程，使學生了解閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理。 　　步驟： 　　1.準備或組裝一套抽水馬桶水位自動控制系統(tǒng)。 　　2.打開總開關、注水，注意觀測浮球的位置變化和控制閥門的狀態(tài)。 　　

5、3.當注水停止時，觀測浮球的位置和控制閥門的狀態(tài)。 　　4.打開放水開關，水位下降，再次觀測浮球的位置變化和閥門的狀態(tài)。 　　記錄分析： 　　1.當水位較低時，浮球位置較低，控制閥門處于導通的狀態(tài)，注水開始。 　　2.當水位上升到一定水位時，浮球也上浮，使控制閥門處于關閉的狀態(tài)。 　　3.當水位再次下降時，浮球下降，控制閥門處于導通的狀態(tài)，重新開始注水。 　　結論： 　　1.當沒有水時（水位低時），浮球較低，控制閥門打開，注水。 　　2.隨著水位的上升，浮球上升，注水開始減小。 　　3.當水位到達一定位置時，浮球控制閥門關閉，停止注水。 　　4.當水全部沖走后，水位再次降低

6、，控制閥門打開，重新開始注水。 　　方框圖： 水位自動控制系統(tǒng)： 控制器 閥門 水箱 檢測裝置（反饋） 水位 給定量 + - 閉環(huán)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較 [介紹]： 閉環(huán)控制：反饋控制， 偏差控制，可以抑制內、外擾動對被量產(chǎn)生的影響。精度高、結構復雜，設計、分析麻煩。 開環(huán)控制：沒有修正偏差能力，抗擾動性較差。結構簡單、調整方便、成本低。在精度要求不高或擾動影響較小的情況下，這種控制方式還有一定的實用價值。 [提問回答]： ? 開環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng) 能否自動調整和補償 ? ? 控制精度 ? ? 結構 ? ? 適用場合 ? ? [討論]： 紅綠燈定時控制（開），車流量控制（閉）。 檢測輸出（閉），否則（開）例如自動門檢測。 人工控制，自動控制，開環(huán)控制，閉環(huán)控制之間區(qū)別聯(lián)系 。 [補充]：起增強輸入信號作用——正反饋。 起減弱輸入信號作用——負反饋。正反饋不能進行控制，會使系統(tǒng)的偏差越來越大。只有負反饋控制系統(tǒng)才能完成自動控制的任務。 負反饋控制系統(tǒng)最大的特點：檢測偏差，糾正偏差。 [作業(yè)]演示電開水器動畫，并說明控制方式