資源簡介

§4—2控制系統的組成和描述
教學目的：
熟悉簡單的開環控制系統的基本組成和簡單的工作過程
熟悉閉環控制系統的基本組成，能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖
理解閉環控制系統中的控制器、執行器的作用
初步理解開環與閉環系統的區別
教學重點：掌握控制器、控制器、被控對象和被控量等概念。
教學難點：掌握具體實例分析方法，弄清楚控制器、控制器、被控對象和被控量等概念
教學關鍵：控制系統的框圖表示。
教學過程和內容：
引入：
教師講述，與學生一起重溫上節課所做的游戲“蒙眼畫圖”，回顧開環控制和閉環控制的相關知識。在此過程中，有意識地控制過程中完成不同功能部分看成一個個模塊，為下面的新知識講授打下伏筆。
新課講解：
一、控制系統的組成
例子1：P115圖4—20 ：投擲飛鏢的控制過程
投擲飛鏢的控制過程包括了下面幾個組成部分：
2、例子2 ：P115圖4—21騎自行車的控制過程包括了下面幾個組成部分：
3、教師提出問題：聯系前面所學的控制系統的相關知識，例子1、2有什么異同？
教師講述，例子1、2在結構形式上都有各類控制系統的同性，即都可以將控制過程中完成不同功能部分看成一個個模塊，不同的地方在與例子2比例子1多了一個反饋環節。P115圖4——22
4、小練習
1）如果將我們的身體看成是一個控制系統，在你從書架上拿出一本你想要的書的過程中，身體各部分分別完成什么功能？
2）電冰箱工作原理
講述電冰箱工作原理。
3）小游戲：請幾位同學來給大家演示一下女紅的基本功 “穿針引線”（可男女生各一組進行比賽）。
“穿針引線”過程中：
二、控制系統的框圖表示
1、組成：P117l圖4—23、圖4—24
命令發出者——控制器（controller）
命令執行者——執行器(actuator)
命令的作用對象——被控對象(controlled plant)
反饋環節——反饋環節
2、相關量：
期望值——給定量
控制目的——被控量(controlled variable)
對控制對象所產生作用——控制量(control variable)
3、案例分析
1）投擲飛鏢
控制器：大腦
執行器：手
被控對象：飛鏢
給定量：期望值
被控量：落點
2）說出速度調節控制過程的給定量、控制器、執行器、被控對象、反饋環節、被控量、控制量。
4、小組討論
全班分四個小組，每小組一個項目進行討論，并選一個代表同學當課堂小老師。
項目：
1）供水水箱的水位自動控制系統
2）加熱爐的溫自動控制系統
拓展：3）人工調節液面4）希羅的自動門控制系統
框圖的一般形式
1、開環
從平常的案例中歸納出開環控制系統的框圖表示。
2、閉環
從平常的案例中歸納出閉環控制系統的框圖表示。
小結：
控制系統的組成：控制器、執行器、被控對象、反饋環節
相關量：控制量、被控量、給定量
3．控制系統的框圖表示：開環、閉環
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