資源簡(jiǎn)介

自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)方案
1.設(shè)計(jì)目的
水位檢測(cè)的自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)已經(jīng)上市很長(zhǎng)時(shí)間了，但是并沒有普及到鄉(xiāng)鎮(zhèn)的居民。很多居民的抽水控制系統(tǒng)基本上都還是手動(dòng)，忘記關(guān)水導(dǎo)致浪費(fèi)水浪費(fèi)電的現(xiàn)象并不在少數(shù)。于是有了想研究及制作這樣一個(gè)檢測(cè)水位的自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)，當(dāng)水塔的水位高或低于一定值時(shí)，系統(tǒng)就停止或是開始工作，這樣一來(lái)，就不會(huì)出現(xiàn)無(wú)辜浪費(fèi)水浪費(fèi)電的想象了。
作為教具，這也是一個(gè)很典型的案例，學(xué)生能通過(guò)演示，輕松掌握并愉快體驗(yàn)閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程
設(shè)計(jì)要求
能實(shí)現(xiàn)水塔水位的自動(dòng)控制，成本不易過(guò)高，外觀裝置不要過(guò)于復(fù)雜，盡量簡(jiǎn)單化，輔助學(xué)生更好的理解。
工作原理
開環(huán)控制系統(tǒng)時(shí)：通過(guò)定時(shí)器來(lái)控制電源，決定系統(tǒng)的工作的開始于結(jié)束。
2.閉環(huán)控制系統(tǒng)時(shí)：浮球開關(guān)（同時(shí)也可以稱液位傳感器或水位控制器）主要由磁簧開關(guān)和浮球組成，浮球內(nèi)有磁性材料，在密閉的非導(dǎo)磁金屬管或塑料管內(nèi)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)磁簧開關(guān)，然后將導(dǎo)管穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)帶有磁性材料的浮球，并利用固定雙環(huán)控制浮球與磁簧開關(guān)在相關(guān)位置上，浮球隨著液體上升或下降，利用球內(nèi)靠近磁簧開頭的接點(diǎn)，產(chǎn)生開與關(guān)的動(dòng)作，作液位控制或指示（當(dāng)浮球靠近磁簧開關(guān)是導(dǎo)通；離開時(shí)開關(guān)斷開）。
雙浮球進(jìn)水控制電路
繼電器與水泵、電源的電路連接實(shí)物圖
三、制作材料
水位控制器，繼電器，水泵，水管，電線，定時(shí)器，水瓶，電源
加工工具
電鉆、剪刀、螺絲刀
設(shè)計(jì)草圖(共12張PPT)
第四單元 控制與設(shè)計(jì)
第二節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的
工作過(guò)程與方式
澄邁中學(xué) 王彩云
定時(shí)注水控制系統(tǒng)
定時(shí)器
設(shè)定注水的時(shí)間
水 塔
水塔的
實(shí)際水位
水
流
量
（輸入量）
控制器
執(zhí)行器
被控對(duì)象
（輸出量)
思考：定時(shí)抽水控制系統(tǒng)有什么缺陷？
水泵
做一做
形式：小組合作(4--5人/組)
目的：彌補(bǔ)定時(shí)抽水控制系統(tǒng)的不足
器材：電源、繼電器、浮球開關(guān)、水泵、 水瓶、水管、螺絲刀
繼電器
浮
球
開
關(guān)
水泵及水管
浮 球 開 關(guān)
黑 黑 紅 紅
水泵線
電
源
線
電路連接圖
注意：
1.單色線為正極。
2.水塔里的水管靠塔口上方放，不要碰到浮球開關(guān)。
思 考
簡(jiǎn)述該自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)的工作過(guò)程
該系統(tǒng)的基本組成
1
2
3
該控制系統(tǒng)的輸入量、輸出量、被控對(duì)象是什么？
水泵靠什么來(lái)控制？
控制電路怎么知道什么時(shí)侯該開始抽水，什么時(shí)侯停止抽水？
4
水塔水位靠什么來(lái)供給？
（給定的水位、實(shí)際水位、水塔）
（水泵）
（控制電路）
（浮球開關(guān)）
把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)，稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。
閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖如下：
反饋環(huán)節(jié)
檢測(cè)裝置
控制器
執(zhí)行器
被控對(duì)象
給定值
被控量
控
制
量
比較器
閉環(huán)控制系統(tǒng)
常見的閉環(huán)控制系統(tǒng)
馬桶水箱的水位控制
冰箱的溫度控制
常見的閉環(huán)控制系統(tǒng)
飲水機(jī)保溫控制
空調(diào)的溫度控制
拓 展
閉環(huán)控制系統(tǒng)必須要有檢測(cè)裝置，但是有檢測(cè)裝置的是否都是閉環(huán)控制系統(tǒng)？
謝謝大家
再見！4.2閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式
澄邁中學(xué) 王彩云
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
（1）了解閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過(guò)程，了解方框圖的基本構(gòu)成。
（2）熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)在日常生活中的應(yīng)用。
2.過(guò)程與方法
（1）通過(guò)制作自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)，親自探究、體驗(yàn)閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式，提高動(dòng)手實(shí)踐及分析問題的能力。
（2）通過(guò)比較分析，逐步形成理解和分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的一般方法，提高自主學(xué)習(xí)的能力。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
（1）通過(guò)對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)制作與探究，養(yǎng)成善于探索，敢于創(chuàng)造的優(yōu)良品質(zhì)。
（2）利用所學(xué)知識(shí)解決生活中的技術(shù)問題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)探究欲望，提高學(xué)習(xí)的自信心。
二、教學(xué)重點(diǎn)
理解閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成及工作過(guò)程
三、教學(xué)難點(diǎn)
1.水位檢測(cè)抽水控制系統(tǒng)的制作
2.閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成及工作過(guò)程
四、教學(xué)方法
講授法、逆推分析法，探究法，討論法，任務(wù)驅(qū)動(dòng)法
五、設(shè)計(jì)思想
1.教材分析
本課教學(xué)內(nèi)容為蘇教版《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》第四單元“控制與設(shè)計(jì)”的第二節(jié)“控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式”。在學(xué)生學(xué)習(xí)了開環(huán)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)閉環(huán)控制系統(tǒng)的。上節(jié)課學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了開環(huán)控制系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的基本組成和工作過(guò)程已經(jīng)了解，這節(jié)課主要是讓學(xué)生接觸閉環(huán)控制系統(tǒng)，在探究、對(duì)比、分析中掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。通過(guò)本節(jié)課學(xué)習(xí)，能培養(yǎng)和提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)技術(shù)的興趣，能切身體會(huì)生活中的技術(shù)以及技術(shù)在生活中的應(yīng)用。
2.學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了開環(huán)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)和系統(tǒng)、控制等基本概念，學(xué)會(huì)用系統(tǒng)方框圖來(lái)表達(dá)開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程，具有觀察和使用簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的生活體驗(yàn)，這些已知知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為教學(xué)中提供了條件，同時(shí)也為本節(jié)順利進(jìn)行閉環(huán)控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)提供了可能。
3.教學(xué)策略
（1）讓學(xué)生自發(fā)地、主動(dòng)地探究、學(xué)習(xí)。本課教學(xué)中利用生活中的問題來(lái)激發(fā)學(xué)生的探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)地把生活中碰到的問題用閉環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)解決。
（2）用逆推法分析，先探究體驗(yàn)閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程以及基本組成，再推出概念，循序漸進(jìn)，學(xué)生更容易接受。
六、教學(xué)準(zhǔn)備
1. 教學(xué)資源的準(zhǔn)備
多媒體教學(xué)設(shè)備、通用技術(shù)專用教室、教學(xué)課件PPT、自動(dòng)抽水 控制系統(tǒng)、繼電器，水位控制器，水泵，水管，螺絲刀等各類工具
2. 教學(xué)課件的準(zhǔn)備
教學(xué)課件比較簡(jiǎn)潔、明了，多以直觀的圖片來(lái)說(shuō)明，抓住關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，突出中心。
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)過(guò)程 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入 通過(guò)演示一個(gè)定時(shí)注水控制系統(tǒng)，來(lái)復(fù)習(xí)上節(jié)課所學(xué)習(xí)的控制系統(tǒng)。 演示好后，讓學(xué)生思考控制系統(tǒng)的缺陷。 師：想不想做 一個(gè)更完善的控制系統(tǒng)，來(lái)彌補(bǔ)定時(shí)注水控制系統(tǒng)的不足。 學(xué)：想。 回顧開環(huán)控制系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。 討論定時(shí)抽水控制系統(tǒng)的缺陷，并提出解決方案 1.讓學(xué)生輕松進(jìn)入課堂，復(fù)習(xí)鞏固開環(huán)控制系統(tǒng)的知識(shí)，為下一步的活動(dòng)做鋪墊。
二、探究體驗(yàn) 形式：小組合作(3-4人/組) 時(shí)間：10-12分鐘 目的：彌補(bǔ)定時(shí)抽水控制系統(tǒng)的不足 器材：電源、繼電器、浮球開關(guān)、水泵、 水瓶、水管、螺絲刀 教師給各小組發(fā)放器材后，給學(xué)生介紹器材的基本情況以及制作時(shí)要注意的事項(xiàng)，幫助學(xué)生更好更快的完成制作。 教師巡查并做有必要的指導(dǎo)，制作基本完成后，簡(jiǎn)單小結(jié)制作過(guò)程以及表?yè)P(yáng)表現(xiàn)好的小組，做出鼓勵(lì)性評(píng)價(jià)。 讓小組演示他們的成果，并簡(jiǎn)述系統(tǒng)的工作過(guò)程。 （一到兩組） 引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出該系統(tǒng)的基本組成。 該控制系統(tǒng)的輸入量、輸出量、被控對(duì)象是什么？ 水塔水位靠什么來(lái)供給？ 水泵靠什么來(lái)控制？ 控制電路怎么知道什么時(shí)侯該開始抽水，什么時(shí)侯停止抽水？ 教師把答案板書在黑板上，試圖連成一個(gè)方框圖 1.小組合作，完成自動(dòng)抽水控制系統(tǒng)的制作。 2.小組討論。對(duì)系統(tǒng)的工作過(guò)程進(jìn)行闡述，并派代表發(fā)言。 3.在老師的引導(dǎo)下說(shuō)出系統(tǒng)的基本組成。 通過(guò)制作及觀察系統(tǒng)工作情況，讓學(xué)生更深刻的體驗(yàn)到閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程，提高學(xué)生的動(dòng)手制作能力，培養(yǎng)學(xué)生自主探究未知知識(shí)的優(yōu)良品質(zhì)。
三、對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)新知識(shí) 1.投影定時(shí)抽水控制系統(tǒng)與檢測(cè)水位的抽水控制系統(tǒng)的方框圖。推出閉環(huán)控制系統(tǒng)的概念以及方框圖。 2.師：生活中有哪些是閉環(huán)控制系統(tǒng)。 學(xué)生舉例，有些可能會(huì)混淆開環(huán)閉環(huán)，教師要做出正確的判斷，加深學(xué)生的理解。 拓展：閉環(huán)控制系統(tǒng)必須要有檢測(cè)裝置，但是有檢測(cè)裝置的是否都是閉環(huán)控制系統(tǒng)？ 學(xué)生討論 教師再評(píng)價(jià)，小結(jié) 1學(xué)生比較，在對(duì)比分析中，發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)。 2.知識(shí)拓展，開放視野，了解所學(xué)的知識(shí)在日常生活中的應(yīng)用。 先探究體驗(yàn)，再歸納出新知識(shí)，學(xué)生會(huì)比較容易接受，也會(huì)更好的理解。
四、小結(jié) 小結(jié)本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)，評(píng)價(jià)同學(xué)們的優(yōu)秀表現(xiàn)，表?yè)P(yáng)特別突出的小組，鼓勵(lì)落后面的小組。 感悟，進(jìn)步 培養(yǎng)學(xué)生的自信心，保持好的學(xué)習(xí)積極性。
八、教學(xué)反思
閉環(huán)控制系統(tǒng)的知識(shí)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是難于理解的內(nèi)容，因此在設(shè)計(jì)這節(jié)課的時(shí)候是一步一步的走近概念、深入概念，不是一下子就提出的，這樣一來(lái)學(xué)生就覺得閉環(huán)控制系統(tǒng)不那么抽象了。在設(shè)計(jì)時(shí)，先小組合作，制作一個(gè)實(shí)體的閉環(huán)控制，在制作的過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)的基本組成也有了一定的了解，再探究體驗(yàn)它的工作過(guò)程，提高了自主學(xué)習(xí)及發(fā)現(xiàn)問題的能力，最后再隆重推出概念，再延伸遷移到閉環(huán)控制系統(tǒng)在生活中的應(yīng)用，擴(kuò)大學(xué)生的視野，這個(gè)過(guò)程感覺還是很好的。剛開始上課時(shí)，復(fù)習(xí)開環(huán)，問學(xué)生還記得什么是開環(huán)控制系統(tǒng)嗎？學(xué)生答不上來(lái)，心里就想，學(xué)生學(xué)得這么不好，這節(jié)課會(huì)不會(huì)就要泡湯了？也許有可能是學(xué)生第一次接觸新老師，還不適應(yīng)。所以我后面稍作提示，鼓勵(lì)他們，慢慢的就進(jìn)入狀態(tài)，變得活躍主動(dòng)了，還表現(xiàn)得特別好。我們的課堂需要學(xué)生的參與、表現(xiàn)，教師要對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行及時(shí)并恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)，這樣才能提高學(xué)生的積極性以及培養(yǎng)學(xué)生的信心，課堂氛圍才會(huì)更好，自己在這方面也在慢慢做好。教師要有激情，才能更好的活躍課堂氛圍，調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，這也是我努力學(xué)習(xí)，想要擁有的一個(gè)技能。不足的是，時(shí)間把握方面還是做得不夠好，因?yàn)榫o張，在最后拓展部分和總結(jié)部分做得不到位。還是要多鍛煉，才能更好的提高自己的心理素質(zhì)，對(duì)這樣的課堂評(píng)比能應(yīng)對(duì)自如。經(jīng)過(guò)這次活動(dòng)，盡管因?yàn)闆]有想到滿意的設(shè)計(jì)方案，有過(guò)很多糾結(jié)，很多煩惱，很多想放棄的時(shí)候，但是堅(jiān)持下來(lái)，會(huì)總是值得的！

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