闭环控制系统的干扰与反馈教案
闭环控制系统的干扰与反馈1
一、干扰因素----练习
P108 马上行动
P109 案例分析——电视机
二、反馈----含义
所谓反馈(feedback)： 是指控制系统中，将输出量通过适当的检测装置 返回到输入端并与输入量进行比较的过程。
三、控制方法----黑箱方法
1.你怎样判断西瓜的生与熟？ 2.在古代，没有这些先进的设备，如果某人头很 疼，医生怎么检测他的病？
三、控制方法----黑箱方法
黑箱方法的含义：
指的是当一个系统内部结构不清楚时，利 用外部观察和试验方法，获得系统（即黑箱） 的输入——输出特性；再根据这种信息，在不 打开“黑箱”的情况下，研究其功能和属性， 探索其构造和机理的一种科学方法。
一、干扰因素----投篮
篮圈的位 置
+控对象）
篮球实际投 掷的位置
眼睛 （检测装置）
投篮闭环控制系统方框图
一、干扰因素----投篮
克服风的影响：
顺向风：应减小投掷力量。 逆向风：应增大投掷力量。 侧向风：改变投掷角度。
一、干扰因素----含义
4.3闭环控制系统的干扰与反馈
一、干扰因素----投篮
投篮 许宁在体育课上练习立定投篮时，发生了这样的情况： 第一次投掷，由于用力太大，篮球碰到了篮板上弹了回来，没有 命中。 第二次投掷，他吸取了第一次的经验，减小了用力，但用力过小， 篮球没有碰到篮圈。 第三次投掷，他吸取了前两次投掷的经验，终于投中了。 在这里，可以将人看作控制系统，眼睛把接收到的篮圈位置以及实际 投掷位置等信息输送给大脑，经大脑分析和加工处理后，发出指 令，指挥手投掷篮球，直到投篮命中。 1、请判断以上过程是开环，还是闭环控制？ 2、画出系统的方框图。 3、如果有风，请判断风可能对投篮产生的影响，及克服方法。
干扰与反馈：闭环控制系统的干扰与反馈PPT课件
系统控制的 目的
控制温度
输入量
输出量
给定温度 电冰箱实际温度
该系统是如何实现温度的自动控制的？
感温包不断地感测电冰箱内的工作
温度，并将温度信号及时反馈为传动膜
片的伸与缩的动作，改变活动触点的位
置，进而改变压缩机的工作状态。
.
16
给定 + 温度
-
主弹簧及 连接杆
(控制器)
活动触 点
(执行器)
电冰箱 实际 (被控对象) 温度
外部环境的变化、 大棚保温材料的保 温性能等
.
5
干扰因素是否一无是处？
在一般控制系统中，干扰因素是需 要克服的。而在有些情况下，却可以利 用干扰因素实现某种目的。 例如：在军事演习中，红方利用一定 频率的电磁波对蓝方的信息指挥系统 进行干扰，使之不能正常工作。
.
6
这些都是有意对控制系统施加干扰，使 控制系统无法达到控制的目标。
.
22
1、克服干扰的基本方法不包括： A、减弱干扰 B、提高系统性能 C、增强对干扰的控制 D、消除干扰
.
23
2、在空调器的温度控制系统中，下列不属 于影响其温度控制的干扰因素是（） A、打开门窗 B、空调器所在的房间温度由20。C变为32 。C C、房屋的格局 D、房间内人数增加。
.
24
3、家用冰箱的温控系统采用闭环控制。为了 进一步提高其抗干扰的性能，设计中采取 的措施是（ ）
感温包、膜盒、 传动膜片
（检测、反馈）
反. 馈
17
由于某种干扰因素的存在，系统的 被控量偏离给定值时，闭环控制系统 中的反馈环节能及时检测出被控量的 值，并迅速反馈到输入端，与给定值 进行比较，控制器根据比较得到的变 差信号进行调节，从而使系统的被控 量接近给定值，达到精确控制的目的 。
第四单元第3课时(闭环控制系统的干扰与反馈)
闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被 控量（输出量）的偏差。所以一个闭环控 制系统，能够克服外界干扰，使被控量控 制在给定值附近。
给定值
比较器干扰
干扰
干扰
干扰 被控量
控制 器
执行 器
反馈环节
被控 对象
第四节 控制中的干扰
学习目标
1.能结合案例找出影响简单控制系统 运行的主要干扰因素，并作分析。
1、举起右手，在空中画正方形。 这个控制系统中的输入与输出分别是什么？ 右手画方的命令 （输入）
大脑
右手的动作 （输出）
2、举起左手，在空中画圆形。 3、举起双手，右手在空中画方，左手画圆。 观察此时双手所画的形状，并与第1次、第2次控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变 化的各种因素称为干扰因素。
在电冰箱的温度控制系统中，下列情况 是否属于影响其温度控制的干扰因素？
（1）开电冰箱门； （3）把热菜或热饭放入电冰箱中； （4）在电冰箱外放一盆冷水。
√
（2）电冰箱所在房间的温度从20℃变到32℃；
√
√
×
干扰因素是否一无是处？
干扰因素有时要克服，有时还可利用。 在军事中，可利用一定频率的电磁波 对对方的信息指挥系统进行干扰。
手机来电闪，根据电磁波干扰原理
克服干扰的基本方法：
A.消除干扰 在飞机上不能使用通信工具
B.减弱干扰 电器在使用时远离其它电子设备 C.提高控制系统性能 采用闭环控制系统
《闭环控制系统的干扰与反馈作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《闭环控制系统的干扰与反馈》作业设计方案第一课时一、概述闭环控制系统是自动控制领域中的重要概念，其通过反馈控制实现对系统输出的稳定控制。
在实际应用中，系统往往会受到各种干扰的影响，因此对干扰的抑制和反馈控制的设计显得至关重要。
本作业设计方案旨在帮助学生深入理解闭环控制系统中干扰与反馈的关系，提高他们的设计能力和解决问题的能力。
二、作业内容1. 了解闭环控制系统的基本原理和结构；2. 研究闭环控制系统中干扰的种类和影响；3. 分析闭环控制系统中反馈的作用和重要性；4. 设计一种针对干扰的反馈控制策略；5. 使用仿真软件（如MATLAB）对设计的闭环控制系统进行模拟实验；6. 分析实验结果，总结干扰与反馈之间的关系。
三、作业要求1. 按照指导老师的要求完成作业设计方案的撰写；2. 深入研究闭环控制系统的理论知识，结合实际案例进行分析；3. 清晰明了地阐述干扰与反馈的概念及其在闭环控制系统中的作用；4. 设计的反馈控制策略需要具有一定的创新性和实用性；5. 模拟实验结果需要准确可靠，对比实验数据进行详细分析与讨论。
四、作业流程1. 阅读相关理论书籍和文献，深入了解闭环控制系统的干扰与反馈；2. 设计反馈控制策略，确定实验的具体步骤和参数设置；3. 使用仿真软件进行实验模拟，记录实验数据；4. 对比不同情况下的实验结果，分析干扰对系统稳定性的影响；5. 撰写实验报告，提出改进建议和未来研究方向。
五、作业评分标准1. 理论知识掌握（30%）：对闭环控制系统的干扰与反馈理论有深入的理解；2. 设计方案创新（20%）：设计的反馈控制策略具有一定的创新性；3. 实验完成度（20%）：实验步骤和参数设置合理，实验数据准确可靠；4. 结论和讨论（20%）：对实验结果进行详细分析和讨论，提出合理的结论；5. 文字表达与排版（10%）：论述清晰明了，文责一致、格式规范。
六、参考资料1. 《现代控制理论》2. 《自动控制原理与系统》3. 《控制系统工程》七、总结通过本次作业设计，学生将能够深入理解闭环控制系统中干扰与反馈的关系，提高自己的设计能力和解决问题的能力。
4.3闭环控制系统的干扰与反馈ppt
利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的 输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目 标运行的方法，成为反馈方法。 如普通电水壶将水加热至沸腾时，需要人工关 闭电源，而自动电水壶具有当水沸腾时自动切 断电源的功能，这就是运动反馈方法实现自动 控制的结果。
马上行动
分析“穿针引线”的动作过程，并补充一个 适当的事例填写下表。
闭环控制系统的优点是控制精度高，不论何 种原因造成系统的输出量偏离给定植，闭环控制 系统都会产生控制作用来减小这一偏差。于开环 控制系统相比，闭环控制系统的设计比较麻烦， 结构也相对复杂，构成控制系统的成本较高。闭 环控制系统是自动控制中广泛采用的一种控制方 式用于要求高精度和高可靠性的场合。
马上行动
被控对象 （篮球）
篮球实 际投掷 的位置
人在驾车时，要使运行中的骑车保持40km/h的速度 不变，司机需要目视速度计（监测装置），然后与给定 值（40km/h）进行比较、运算，若与给定值有偏差，就 通过调节加速器或自动器（即踩油门或踩刹车）来增减 速度。因此，反馈使驾驶工作过程形成了一个闭环： 检测－－比较－－运算－－操作－－监测，如此反复， 直到被控量的值与给定值一致为止。
第四单元 控制与设计
闭环控制系统的干扰和反馈
华甫中学通用技术备课组
章 节 构 成
学习目标：
1、干扰因素 2、反馈 3、功能模拟方法 4、黑箱方法
1、能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素， 并作分析。
2、熟悉闭环控制系统中反馈环节的作用。
3、熟悉闭环控制系统的工作过程
4、了解功能模拟方法和黑箱方法在控制系统中的应用
炉温的调节过程： 温度检测装置测出加热炉内的温度，并随时与 给定的温度值进行比较，若加热炉内的温度高于给 定的温度，则通过控制器调整调压器的电压，使通 过电阻丝的电流减小，加热炉的温度下降；若加热 炉内的温度低于给定的温度，则通过控制器调整调 压器的电压，使通过电阻丝的电流增大，炉内温度 上升，并维持在正常值的范围内，从而使加热炉的 温度基本稳定在给定的温度值上。
(公开课1)闭环控制系统的干扰与反馈
讨论：干扰是否都是有害的？
取杯游戏
准备：两个水杯，一个编号为1，一个 编号为2。 要求：叫两个同学将眼睛捂上。 1号同 学取到2号杯， 2号同学取到1号杯。
杯子 形状
＋ －
大脑（控 制器）
手（执行 器）
摩
杯子（被控对 象）
形状
触觉（检测装置）
1. 反馈的定义？(P.110)
请阅读案例(P.110)电冰箱的温度控制
设定 温度
电冰箱 温度
＋ －
主弹簧及 连接杆 （控制器）
活动触点 （执行器）
压缩机、电冰 箱（被控对象）
感温包、膜盒、传 动膜片（检测反馈）
2.反馈法：
利用反馈来分析和处理被控对 象，通过系统的输出来调整系统的 行为，使系统沿着预期的目标运行 的方法，称为反馈方法。
课堂小结
除输入量（给定值）以外，引起 干扰 被控值变化的各种因素称为干扰 因素 因素。有的干扰因素是可被利用 的。
案例（P.109） 电视机
看电视时是否出现图像闪烁或画面紊乱 的现象？
可能原因是什么？ 如何克服？
近距离摆放的电冰箱、空调器、电风扇、 日光灯等等。他们就是电视机正常工作的干 扰因素。 克服这些干扰的办法就是将家用电器远 离电视机放置。
克服干扰的基本办法：
A.消除干扰 在飞机上不能使用通信工具 B.减弱干扰 电器在使用时远离其它电子设 备 C.提高控制系统性能 采用闭环控制系统
分析“穿针引线”的动作过程，并补充一个适当的事例填写下表。
眼睛
打开机器人 光敏、力敏 传感器 的开关 温控器设定 温度 温的温度冬季一般 控制在18摄氏度左右，夏季一般控制在25摄氏度左右， 请画出花房的温度控制系统方框图，简要说明它的工 作过程。
闭环控制系统的干扰与反馈教案
一、教案基本信息教案名称：闭环控制系统的干扰与反馈教案课时安排：2课时（90分钟）教学目标：1. 让学生理解闭环控制系统的概念及其基本组成部分。
2. 让学生了解干扰在闭环控制系统中的影响。
3. 让学生掌握反馈在闭环控制系统中的应用和作用。
4. 培养学生分析和解决闭环控制系统问题的能力。
教学重点：1. 闭环控制系统的概念及其基本组成部分。
2. 干扰在闭环控制系统中的影响。
3. 反馈在闭环控制系统中的应用和作用。
教学难点：1. 闭环控制系统中干扰的分析和处理。
2. 反馈机制的设计和优化。
教学准备：1. 教学PPT。
2. 相关教学案例或实例。
3. 闭环控制系统仿真软件（可选）。
教学过程：第一课时：一、导入（10分钟）1. 引导学生回顾控制系统的相关知识，如开环控制系统和闭环控制系统。
2. 提问：什么是闭环控制系统？它有哪些基本组成部分？二、讲解闭环控制系统的基本组成部分（20分钟）1. 讲解闭环控制系统的基本组成部分，包括控制器、执行器、传感器和被控对象。
2. 强调闭环控制系统相较于开环控制系统的优势。
三、分析干扰在闭环控制系统中的影响（25分钟）1. 讲解干扰的定义和类型。
2. 分析干扰对闭环控制系统的影响，如降低系统稳定性和准确性。
3. 举例说明常见干扰及其对闭环控制系统的影响。
四、案例分析（20分钟）1. 提供几个闭环控制系统的实际案例，让学生分析其中的干扰因素。
2. 引导学生思考如何减小或消除干扰对闭环控制系统的影响。
第二课时：一、讲解反馈在闭环控制系统中的应用和作用（20分钟）1. 讲解反馈机制的定义和作用。
2. 强调反馈在提高闭环控制系统稳定性和准确性中的重要性。
二、分析反馈mechanisms design（25分钟）1. 讲解反馈mechanisms design的基本原则和方法。
2. 分析不同的反馈mechanisms design在闭环控制系统中的应用。
3. 举例说明反馈mechanisms design对闭环控制系统性能的影响。
干扰与反馈：闭环控制系统的干扰与反馈PPT课件
-
22
1、克服干扰的基本方法不包括： A、减弱干扰 B、提高系统性能 C、增强对干扰的控制 D、消除干扰
-
23
2、在空调器的温度控制系统中，下列不属 于影响其温度控制的干扰因素是（）
A、打开门窗 B、空调器所在的房间温度由20。C变为32 。C C、房屋的格局 D、房间内人数增加。
-
24
3、家用冰箱的温控系统采用闭环控制。为了 进一步提高其抗干扰的性能，设计中采取 的措施是（ ）
试验任务：使用视力保护提醒器，结合 产品说明书，试说明其工作原理。
使用者坐姿正确时，水银开关处于断开状
态，语音装置不发声。当使用者头部前倾至一
定角度时，语音装置发出提醒声音。
使用者根据提醒声音纠正坐姿，从而克服
干扰因素。
-
14
正确 + 坐姿
-
干扰因素 人
坐姿提醒器
-
实际 坐姿
15
案例分析：电冰箱的温度控制
外部环境的变化、 大棚保温材料的保 温性能等
-
5
干扰因素是否一无是处？
在一般控制系统中，干扰因素是需 要克服的。而在有些情况下，却可以利 用干扰因素实现某种目的。 例如：在军事演习中，红方利用一定 频率的电磁波对蓝方的信息指挥系统 进行干扰，使之不能正常工作。
-
6
这些都是有意对控制系统施加干扰，使 控制系统无法达到控制的目标。
干扰与反馈
闭环控制系统的干扰与反馈
-
1
频道 （输入）
电磁信号 （干扰因素）
收音机
相应的频 道的信息 （输出）
-
2
（一）干扰因素
1、什么是干扰因素？ 在控制系统中，除输入量（给定值）以
(公开课2)闭环控制系统的干扰与反馈
空或满
输入
控制系统
黑箱
输出
中 医 看 病
（2）判别扩音器的扩音是否正常？
课堂小结
干扰 因素 反馈
除输入量（给定值）以外，引起被控值变化的各种因 素称为干扰因素。有的干扰因素是可被利用的。 在自动控制中，将输出量通过适当的检测装置返回到 输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。
功能模 拟方法 黑箱 方法
（2）判别下列案例是否涉及到功能模拟方法。
会骑自行车的机器人
会拉提琴的机器人
机器人保姆
游戏
准备一个本身有色的杯子。让一 个同学来感觉一下杯子是空的还是装 满水的。
黑箱方法 把将要研究的系统作为黑箱， 通过对系统输入与输出关系的研究 ，进而推断系统内部结构及其功能 的方法。
看、摇、拍
杯子
黑箱
以功能和行为的相似性为基础，用模型模拟原型 的功能和行为的方法。
把将要研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出 关系的研究，进而推断系统内部结构及其功能的方法。
马上行动
列举黑箱法应用的案例。
事例 输入 输出 需要了解的情况
教材第116页的“马上行 动”。
设定车 的行驶 方向
大脑
手
眼睛
手动驾驶
方向盘 车的实际方向
设定车 的行驶 方向
控制器
执行器 检测装置
自动动驾驶
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
方向盘
车的实际方向
设定车 的行驶 方向
大脑
手
眼睛
手动驾驶
方向盘 车的实际方向
设定车 的行驶 方向
控制器
执行器 检测装置
自动动驾驶
方向盘
车的实际方向
功能模拟方法
高二通用技术闭环控制系统的干扰与反馈学案分析
2021年一年级道德与法治(上册)期中试卷及答案（完美版）(时间：60分钟，总分100分)班级：姓名：分数：一、填空题（共18分）1、当别人取得成功时，替别人高兴，分享他人的（）。
2、靠（）行，不追跑，抓紧时间不迟到。
3、课桌要干净，书籍、纸张要（）。
4、不马虎的（）有很多。
5、升国旗时, 我们要立正，行（）礼。
6、元旦是（）月（）日，是全世界人民的新年。
二、选择题（每小题2分，共20分）1、我们吃的米饭是地里的（）长出来的。
A．秧苗B．麦苗C．油菜2、我们通常在学校操场上做的活动是（）。
A．B．C．3、上学路上，小明刚要过马路,对面开来一辆车（）A．停下来等车过去再走B．先跑过去4、课间活动要注意安全，以下（）行为应禁止。
A．攀高、跳台阶 B．在楼道不快跑、不追逐C．不做危险的游戏、上厕所不推挤等5、表弟来做客，我这样做（）A．给弟弟洗水果 B．和弟弟抢玩具 C．不让弟弟吃我的东西6、做完家庭作业，课本和作业本应放在（）。
A．书桌上B．书包里C．随便放哪里都可以7、我自己会（）红领巾，发现歪了就赶快扶正。
A．穿B．系C．拿8、小学生要做到自己的仪容端正，正确的做法是（）。
A．脸只要不脏，就不用洗B．扣好衣服上的每一粒扣子，并系好鞋带C．帽子斜着带，更显个性9、同桌让你一起合作考试，共同做试卷，你会（）A．拒绝B．答应C．大声告诉全班10、因为好奇被小动物咬伤了该怎么办？（）A．不和家人说 B．没事，一会儿就好了 C．快点告诉家人，处理伤口三、判断题（每小题2分，共20分）1、红灯亮时没有车，我赶紧过马路。
（）2、下课了，方方和田田在教室里跑和闹。
（）3、我又不近视，不需要做眼保健操。
（）4、上课时趴着听，一样可以让学习变优秀。
（）5、今天妈妈买回的饼干很好吃，睡觉前我再去拿几块吃。
（）6、当别人帮助你时，你要说谢谢。
（）7、同学之间应该相互帮助，相互关心，共同进歩。
（）8、人们根据青蛙的游泳姿态发明了蛙泳。
《闭环控制系统的干扰与反馈作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《闭环控制系统的干扰与反馈》作业设计方案第一课时一、设计背景闭环控制系统是摩登自动化控制系统中的重要组成部分，其稳定性和性能受到干扰的影响是一个重要的探究领域。
干扰是闭环控制系统中的一种常见问题，需要通过反馈来进行补偿和抑止，以提高系统的稳定性和鲁棒性。
因此，本作业设计旨在援助同砚深度了解闭环控制系统的干扰与反馈机制，并通过实践精通相关知识和技能。
二、设计目标1. 了解闭环控制系统中的干扰类型及影响；2. 精通利用反馈来抑止干扰的方法和技巧；3. 提高同砚实际动手能力和问题解决能力。
三、设计内容1. 理论进修：同砚将通过教室教学进修闭环控制系统中的干扰来源、类型、影响以及反馈抑止的原理和方法。
2. 试验设计：设计一组闭环控制系统试验，通过改变不同干扰源的大小和频率，观察系统响应特性，并实行不同的反馈控制策略来抑止干扰。
3. 试验数据分析：同砚将分析试验数据，比较不同反馈控制策略的效果，总结干扰与反馈之间的干系。
四、试验步骤1. 搭建闭环控制系统试验平台，包括传感器、执行器、控制器等设备。
2. 设置干扰源，模拟系统受到外部干扰的状况。
3. 调整控制器参数，观察系统响应特性。
4. 分别接受比例控制、积分控制和比例积分控制等不同反馈控制策略，比较试验结果。
5. 记录试验数据，绘制响应曲线和控制曲线。
6. 分析数据，总结干扰与反馈之间的干系，撰写试验报告。
五、评判标准1. 试验设计的合理性和创新性；2. 试验数据的准确性和完备性；3. 数据分析的逻辑性和深度；4. 试验报告的明晰度和好用性。
六、参考资料1. 《控制系统工程导论》，周志华，清华高校出版社；2. 《摩登控制理论与应用》，刘慕国，机械工业出版社；3. 《自动控制原理与设计》，潘建伟，电子工业出版社。
七、总结与展望通过本次试验设计，同砚将深度了解闭环控制系统的干扰与反馈机制，提高了实际动手能力和问题解决能力。
期望同砚能在实践中不息探究，深化理论熟识，不息提高自身的科研能力和创新能力。
闭环控制系统的干扰与反馈_优秀课件
干扰因素
应保持的速度
给定量
自行车
行使的速度
被控量
风 逆风、顺风、雨水……
干扰因素可能一精品课个件 ，也可能若干个。
克服干扰
控制系统在工作过程中必 须克服干扰，使被控量稳定。
空调器的温度控制系统是闭环控制 系统，它能克服室外温度变化这一 干扰，当室外温度升高时，空调器 监测出干扰引起的室内温度变化， 通过启动压缩机降温来克服这一干 扰，使室温保持稳定。
中医“望闻问 切”
挑西瓜
精品课件
马上行动：P116
列举黑箱方法应用的例子，并填写下表。
黑箱方法应用的例子 输 入
输出
需要了解的情 况
判断生熟鸡蛋 摇、转、看 生或熟 旋转速度
中医诊断病情
望、闻、问、切 是否健康
气色、舌苔、 脉搏等
B超探测胎儿性别
了解计算机的 基本性能
B型超声波
运行应用 程序
精品课件
开环控制：顺向作用，没有反向的联系，没 有修正偏差能力，抗扰动性较差。结构简单、 调整方便、成本低。在精度要求不高或扰动 影响较小的情况下，这种控制方式还统与开环控制系统的比较
系统
开环控制系统
闭环控制系统
能否自动调 节补偿
否
控制精度
低
是 高
结构
简单
复杂
适用场合 精度要求低、稳定 精度要求高、高可靠性
例如：在国际象棋的人机对弈中精品，课计件 算机具有与人脑类似的逻辑判断功 能，能模拟棋手的思维与人下棋。
卡斯帕罗夫VS“深篮”
1997年5月11日 功能模拟法为仿生学、人工智能等学科提供了 科学方法
精品课件
飞机模仿飞鸟
精品课件
《闭环控制系统的干扰与反馈》教学设计
闭环控制系统的干扰与反馈教学设计1．教材分析及教学设计介绍本节是在学生对控制系统有一定认识的基础上具体的阐述闭环控制系统的干扰与反馈的辨证关系，是全书的重点章节，也是控制系统的具体应用章节章节。
为以后学习的控制系统的设计等内容奠定了理论基础。
【教学目标】知识目标：了解闭环控制系统的干扰与反馈的各方面因素能力目标：能结合身边的案例找出干扰的因素，并作出分析。
情感目标：培养学生对一个控制系统的理解能力和分析能力，并能从物性到理性过渡，能对学习与人生产生干扰影响的因素进行分析。
【重点与难点】重点：学会分析干扰在控制系统的影响，反馈在技术发明和革新中的作用。
难点：干扰系统的全面分析，反馈环节的使用。
【教法设计】本课通过“案例分析法”，采用启发式、讲述式、分析等多种教学方式，以课程目标为依据，努力提高教学的生动性和逻辑性，激发学生的学习兴趣，提高学生的注意力，使学生能够自己建构出本课的知识点。
【学法设计】本节课的教学对象是刚刚对控制系统有了初步的了解学生，对控制的干扰还蒙着一层神秘的面纱。
好奇心较强，思维活跃，虽然他们的生活经验不是很丰富，但根据他们现有的认知水平和认知风格还是很容易接受本节课的内容。
本课教给学生的学法是“分析案例——合作探究——得出结论——思维扩展”。
【教学资源准备】教学相关资料的准备，包括文本（骑自行车的干扰分析，学生生活经验）、图片（各种自行车图片、影响因素图片）；教师演示教学课件。
课件容纳一些图片和例子说明。
图片可以从网上下载，也可以把书中照片用数码相机拍摄，通过电脑处理后使用。
【教学策略】根据本课的教学目标，我采用教师讲授，媒体演示，任务驱动，学生自主思考、合作讨论等多种教学方法相结合的策略。
2．教案【创设情境、导入新课】做一个简单的调查：每天上学骑自行车的感受？乘车的感受等？在送乘飞机出行时，为什么不能说祝你一路顺风，（活跃课堂气氛，激发学生的求知欲。
）大部分同学应该是有风的影响，从而联系到本节课的内容：干扰因素，同时乘车也有干扰，而且不论是骑自行车还是乘车干扰因素不止一个，有主要的，有次要的。
闭环控制系统的干扰与反馈教案
闭环控制系统的干扰与反馈
一、教学目标
1. 知识与技能目标
（1）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
（2）熟悉闭环控系统中反馈环节的作用。
（3）能识读和画出简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器的作用。
2. 过程与方法目标
（1）通过课堂小试验亲身体验“反馈”的作用。
（2）通过典型闭环控制系统的分析，熟悉闭环控制系统的基本组成及工作过程。
（3）逐步形成理解和分析闭环控制系统的一般方法，学会使用逆推法分析问题。
3. 情感态度与价值观目标
（1）通过“神奇”的自动控制装置，感受科技的魅力，形成和保持探究控制系统的兴趣与热情。
（2）通过对闭环控制系统的探究，形成勇于探索敢于创造优良品质。
二、教学重难点
重点：对闭环控制系统反馈环节的作用的体会，及学会用系统框图来帮助分析和理解闭环控制系统。
难点：分析闭环控系统的基本组成及工作过程
三、教学方法
演示法、逆推分析法、游戏法
四、教学资源准备
相关图片资料、PPT，水箱flash
五、教学过程
学生回答，教师总结飞机在受到风和电磁波干扰的时候出现的反应，
出干扰因素的概念。
在日常生活中，干扰是时常存在的
3. 案例分析：加热炉的温度控制系统
提问：在加热炉的温度控制系统中，可能有哪些干扰因素，系统是如何克服干扰使炉温稳定在给定的范围内的？其控制量是什么？控制量可以有其他选择吗？
4. 思考
如果请你设计一个温室的温度控制系统，你将选择什么作为控制量？。
闭环控制系统的干扰与反馈精美课件PPT
干扰因素有时要克服，有时还可利用。 在军事中，可利用一定频率的电磁波对对方的信 息指挥系统进行干扰。 手机来电闪，根据电磁波干扰原理
03
PART THREE
反馈
3.反馈
反馈的概念
反馈概念
在自动控制系统中，将输出量通过适当的检测
装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就
是反馈（feedback）。
4.拓展应用
黑箱方法举例
黑箱方法应用的例子 判断生熟鸡蛋 输 入 摇、转、看 望、闻、问、切 B型超声波 输 出 生或熟 需要了解的情况 旋转速度 气色、舌苔、脉 搏等 超声图象
中医诊断病情
B超探测胎儿性别
是否健康
胎儿性别
4.拓展应用
总结
谢谢
通过对闭环控制系统的 探究，形成勇于探索敢 于创造优良品质。
01
PART ONE
新课导入
1.新课导入
新课导入，梳理问题
想一想：在送乘飞机出行时，能说祝您一路顺风吗？
1.新课导入
新课导入，梳理问题
02
PART TWO
干扰因素
2. 干扰因素
在控制系统中，除输入量（给定值）以外，
引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。
在电冰箱外放一盆冷水
2. 干扰因素
下表所列控制系统中，可能存在哪升降控制系统 利用滑轮组提升重物的控制装置
干扰因素
电机输出电压的波动等、齿轮间的摩擦 力等 滑轮组的摩擦力等 外部环境温度变化，大棚保温材料的 保温性能改变等
蔬菜大棚的温度控制
2. 干扰因素
干扰因素是否一无是处？
4.质疑
闭环控制系统 开环控制系统
3.质疑
两种控制系统的比较
闭环控制系统的干扰与反馈
生活中的反馈：
反馈控制是一种在计划执行一段 时间或结束后进行的事后控制，主要 为下一步计划的实施总结经验，但它 却常常是管理控制工作的主要形式。 例如投诉与反馈、留言反馈、意见反 馈、环境反馈、教学活动、超市反馈 调查表、市场信息反馈系统、工作总 结、 产品性能检验、现代酒店控制 方法等。
[游戏]：在黑板上画两张大脸， “四官俱全”，没有眼睛。然后请 一个同学上来“填”眼睛，闭着眼 睛画，位置不对,也不好看。睁着眼 睛画，漂亮。
1.闭着眼睛画：
人脑控制手画眼睛：人脑—— 手——眼睛；
控制过程中，没有反馈环节， 不能对控制结果加以修正、调节。
是个单程的控制流向。 这是开环控制。
2.睁着眼睛画： 人脑控制手画眼睛效果及时 反馈给大脑，使得大脑准确精细的控 制手去画好眼睛。控制过程中有反馈 环节可以把控制结果反馈给人脑，控 制流向形成了闭合回路。这是闭环控 制。
黑箱方法的道理并不神秘，在我 们的日常生活中，人们都在自觉或 不自觉地运用这种方法。人们虽然 不懂得电视机内部构造和机理，却 知道按哪个开关打开它，调整哪些 开关可以得到清晰稳定的画面效果 等。这些都是我们运用黑箱方法的 具体体现。
黑箱方法最典型的应用是中医看 病。中医看病，主要是通过“望、 闻、问、切”等外部观察作出诊断， 开方抓药。有时遇到疑难杂症没有 把握时，可以先投以试探性的药物， 观察病人的反应，并随时增减药物， 观其疗效，一旦抓住病症就大胆对 症下药。这种从人体的输入特征入 手，实施“辩证论治”的方法正是 黑箱方法的精髓所在。
探究：功能模拟方法对技术设计有何 意义？
可以通过模拟，进行技术设计， 从而使有些不易实现的技术设计得 以设计成功。
2.黑箱方法
同学们听说过“大脑之谜”吗？这 可是在科学研究史上长期以来没有得 到圆满解答的难题。思维究竟是怎样 从物质中产生出来的？大脑功能的具 体活动机制又是什么？
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闭环控制系统的干扰与反馈
教材：（凤凰国标教材）普通高中课程标准实验教科书通用技术（必修2）
文档内容：闭环控制系统的干扰与反馈
章节：第四单元控制与设计第三节闭环控制系统的干扰与反馈
课时：第1课时
作者：叶朝晖（海南省海南中学）
一、教学目标
1. 知识与技能目标
（1）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
（2）熟悉闭环控系统中反馈环节的作用。
（3）能识读和画出简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器的作用。
2. 过程与方法目标
（1）通过课堂小试验亲身体验“反馈”的作用。
（2）通过典型闭环控制系统的分析，熟悉闭环控制系统的基本组成及工作过程。
（3）逐步形成理解和分析闭环控制系统的一般方法，学会使用逆推法分析问题。
3. 情感态度与价值观目标
（1）通过“神奇”的自动控制装置，感受科技的魅力，形成和保持探究控制系统的兴趣与热情。
（2）通过对闭环控制系统的探究，形成勇于探索敢于创造优良品质。
二、教学重点
本节学习重点偏重于对闭环控制系统反馈环节的作用的体会，及学会用系统框图来帮助分析和理解闭环控制系统。
三、教学难点
分析闭环控系统的基本组成及工作过程
四、教学方法
演示法、逆推分析法、游戏法
五、设计思想：
1. 教材分析
本节是“控制与设计”第三节的内容，其内容包括“干扰因素”、“反馈”、“功能模拟方法”和“黑箱方法”。
闭环控制系统相对于开环控系统要复杂些，但闭环控制系统因其控制准，自动化程度高，有着“神奇”的控制效果，对学生来说也同样具有一定的吸引力，成为学生进一步学习的动力。
本节学习重点偏重于对闭环控制系统反馈环节的作用的体会，及学会用系统框图来帮助分析和理解闭环控制系统。
2. 学情分析
（1）知道什么是开环控制系统，什么闭环控制系统；
（2）熟悉开环控制系统的基本组成及工作过程；
（3）在和学习开环控制系统过程中，学会了用系统框图来帮助分析和理解开环控制系统的组成和工作过程，及用系统框图来抽象概括开环控制系统的特征；
（4）对分析闭环控制系统有一定的畏难情绪；
（5）对闭环控制系统“神奇”的控制效果充满的好奇心，有着进一步了解其内部组成和工作原理的欲望。
3. 教学策略
（1）通过实物模型演示闭环控制系统“神奇”的控制效果，激发学生的学习兴趣；
（2）通过课堂小试验亲身体验“反馈”的作用；
（3）采用逆推法引发学生的思维，帮助分析闭环控制的基本组成和工作过程；
（4）淡化对概念或定义的描述，侧重机理的分析。
六、教学资源准备
实物模型、相关图片资料、技术试验工具、材料等
七、教学过程
b. 水塔水位靠什么来实现？（水泵）
c. 水泵靠什么来控制？（控制电路）
d. 控制电路怎么知道什么时侯该开始抽水，什么时侯停
止抽水？（通过传感器检测水位，再反馈给控制电路）2. 自动抽水控制系统的工作过程
（1）再次演示自动抽水控制装置自动抽水过程：将水位传感器定在第一条水位线，通电，水泵往水塔里抽水，水位到达传感器位置时水泵即停止抽水，从排水口排水，水位低于第一水位线时水泵又开始抽水；将水位传感器定在第二条水位线，重复上述操作。
（2）提问：这个水塔的工作过程是怎样的，请同学们相互讨论一下，试用系统框图来描述。
3. 案例分析：加热炉的温度控制系统
提问：在加热炉的温度控制系统中，可能有哪些干扰因素，系统是如何克服干扰使炉温稳定在给定的范围内的？其控制量是什么？控制量可以有其他选择吗？
4. 思考
如果请你设计一个温室的温度控制系统，你将选择什么作为控制量？画出控制系统框图：（略）
分析、归纳
分析思考后得出：用散热量作为控制量
五闭环控制系统
与开环控制系
统的比较
引导学生对闭环控制系统与开环控系统进行比较
比较，归纳。