控制的手段与应用

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高中通用技术苏教版必修2-4.1控制的手段和应用

高中通用技术苏教版必修2-4.1控制的手段和应用

第四单元《控制与设计》第一节---控制的手段及应用教学目标1.知识与技能(1)通过视频播放、分析社会各领域的具体例子及实践活动,理解控制的涵义;(2)通过典型案例分析,了解控制的手段;(3)通过分析社会各领域的具体例子、教具的演示,了解控制手段有人工控制和自动控制;2.过程与方法:通过视频播放、教具演示、社会各领域的具体例子及案例分析,能理解控制的涵义,分析出控制现象中的控制对象、控制目的、控制手段,能识别简单的人工控制和自动控制。

3.情感态度和价值观:(1)通过分析视频、社会各领域的具体例子,培养学生对控制技术产生强烈的兴趣和好奇心,并把它转化为对后续知识学习的动力。

(2)通过分析社会各领域的具体例子,培养合理使用控制技术的能力,提高技术素养。

教学重点:理解控制的含义,理解手动控制与自动控制。

教学难点:发现并理解生活中的控制现象,对其分析并明确控制的"三要素"。

教学过程:引入新课:“天宫一号”3D视频展示人类探索宇宙太空三峡水电站的建成学生讨论:分析上面案例事物发展与变化的多种可能性?结论:事物的发展与变化呈现多样性,发展结果可能是人们预先期望的,也可能与预期的目标不相符,甚至是不希望得到的,如果人们想达到某一特定目的,就必须借助适当的手段来实现。

新课教学一、控制的手段:用一些典型的、生活中的例子让学生了解控制是普遍存在,对控制有初步的认识,打破其神秘感。

现代社会中控制的例子:学校:学校的音乐铃声、多媒体教学系统、音乐喷泉系统、后门口自动伸缩门等。

家庭:冰箱、电饭煲、微波炉等、自动伞、自动热酒壶。

社会:饮水机、幻彩声控灯、验钞机、干手机、交通信号灯、电子警察、电梯、程控电话交换机等古代社会中的例子:案例1:大禹治水(图片)P096问题:大禹治水过程中,通过什么手段实现了什么样的目的?讨论】结合事例,重点阐明控制的对象是什么;控制要达到什么目的;采取什么控制手段。

四、.控制的分类:控制的实现需要通过一定的手段。

控制手段及应用

控制手段及应用

信贷控制
对借款人的信用状况和还款能力 进行评估和控制,降低信贷风险 和坏账率。
教育领域
教学管理
通过制定教学计划、安排课程和评估学生学 习成果,控制教学质量和学生的学习效果。
学生管理
对学生的行为、学习和生活等方面进行管理和引导 ,帮助学生树立正确的人生观和价值观。
实验设备控制
控制实验设备的运行状态和工作参数,确保 实验的安全性和准确性,提高学生的实践能 力和创新能力。
药物控制
03
对药物的剂量、使用时间和方式进行控制,确保药物的有效性
和安全性,避免药物滥用和不良反应。
金融领域
风险控制
通过风险评估和监控,控制金融 风险的发生和扩散,保障金融机 构的稳健经营和客户的资产安全。
交易控制
对金融交易的参数和条件进行控 制,确保交易的合规性和公平性, 防止市场操纵和欺诈行为。
航空航天
飞行器控制系统采用反馈控制方法, 实时监测飞行状态,调整发动机推力 和机翼角度等参数,确保飞行安全和 稳定。
通信
反馈控制在通信系统中用于调节信号 强度、消除噪声和干扰,提高通信质 量和可靠性。
反馈控制的优劣势分析
1. 实时性
反馈控制能够实时监测系统输出,快速响应变化。
2. 适应性
通过调整输入信号,反馈控制能够适应不同的系统特性和环境变化。
制造业
在生产线上的质量控制、工艺 控制等。
能源行业
如电力、石油、天然气等行业 的生产过程控制。
化工行业
化学反应过程中的温度、压力 、流量等参数的监控和控制。
食品和饮料行业
生产过程中的卫生、温度、湿 度等关键参数的监控。
过程控制的优劣势分析
优势
能够及时发现和纠正异常情况,减少废品和次品率,提高产品质量和生产效率。 通过对生产过程的优化和控制,可以降低能耗和资源消耗,实现可持续发展。

控制的手段和应用课件

控制的手段和应用课件

控制的手段和应用课件一、教学内容本节课我们将探讨《自动控制原理》第四章“控制的手段和应用”。

具体内容包括PID控制的基本原理、模糊控制的基本概念以及神经网络在控制中的应用。

重点分析不同控制方法在实际工程中的优势与局限。

二、教学目标1. 理解并掌握PID控制、模糊控制及神经网络控制的基本原理。

2. 能够分析不同控制方法在实际应用中的优缺点,选择合适的控制策略。

3. 培养学生的实际操作能力和团队协作精神。

三、教学难点与重点教学难点:PID控制参数的整定、模糊控制规则的制定、神经网络在控制中的应用。

教学重点:PID控制、模糊控制及神经网络控制的基本原理及其在实际应用中的选择。

四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件、黑板、粉笔。

五、教学过程1. 导入:通过实际案例(如温度控制系统)引入本节课的内容,激发学生兴趣。

细节:展示温度控制系统的运行情况,让学生思考如何优化控制效果。

2. 理论讲解:(1)PID控制原理及参数整定。

(2)模糊控制的基本概念及规则制定。

(3)神经网络在控制中的应用。

细节:结合PPT,详细讲解各个知识点,穿插实际案例,便于学生理解。

3. 例题讲解:以温度控制系统为例,分别使用PID控制、模糊控制和神经网络控制,分析其效果。

细节:逐步演示例题的求解过程,强调关键步骤和注意事项。

4. 随堂练习:(1)如何选择合适的控制策略?(2)在控制过程中,如何处理干扰因素?细节:教师巡回指导,解答学生疑问,引导学生运用所学知识解决问题。

细节:回顾本节课所讲内容,指出关键点,加深学生印象。

六、板书设计1. 控制的手段和应用2. 内容:(1)PID控制原理及参数整定(2)模糊控制的基本概念及规则制定(3)神经网络在控制中的应用3. 示例:温度控制系统控制策略选择七、作业设计1. 作业题目:(1)简述PID控制、模糊控制和神经网络控制的基本原理。

(2)针对某一实际控制系统,分析并选择合适的控制策略。

2. 答案:(2)结合实际案例,分析控制系统的特点,选择合适的控制策略。

《控制的手段与应用》课件课件.

《控制的手段与应用》课件课件.

《控制的手段与应用》课件课件.一、教学内容本节课我们将探讨《自动控制原理》第四章中的“控制的手段与应用”。

具体内容包括:控制系统的主要组成部分,控制手段的分类与原理,以及不同控制手段在实际工程中的应用案例分析。

二、教学目标1. 让学生理解并掌握控制系统的基本构成,能明确各部分的功能和作用。

2. 使学生掌握不同控制手段的原理,并能进行分类。

3. 培养学生运用控制手段解决实际问题的能力。

三、教学难点与重点难点:控制手段的分类和原理,以及在实际工程中的应用。

重点:控制系统的主要组成部分,各种控制手段的特点及适用场景。

四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件,板书用具。

2. 学具:教材,《自动控制原理》第四章内容预习资料。

五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)通过展示一个实际控制系统的案例,引导学生思考:如何实现控制目标?2. 理论讲解(15分钟)简要介绍控制系统的基本构成,包括被控对象、控制器、传感器、执行器等。

分类介绍控制手段,如PID控制、模糊控制、自适应控制等,并讲解各自的原理。

3. 例题讲解(15分钟)通过一个具体的控制问题,演示如何选择合适的控制手段进行解决。

4. 随堂练习(10分钟)学生分组讨论,针对一个实际控制问题,选择合适的控制手段并给出理由。

回顾本节课的主要内容,强调控制手段的选择和应用。

六、板书设计1. 控制系统的基本构成2. 控制手段的分类与原理3. 控制手段的应用案例分析七、作业设计1. 作业题目:请简述PID控制、模糊控制、自适应控制的原理。

针对一个实际控制问题,选择合适的控制手段,并给出理由。

2. 答案:(1)PID控制原理:根据系统偏差,通过比例、积分、微分三个环节对控制量进行调整,以达到控制目标。

模糊控制原理:通过模糊推理,将不确定的信息进行模糊化处理,然后根据模糊规则进行决策。

自适应控制原理:根据系统运行状态,自动调整控制器参数,以适应环境变化。

(2)答案因实际控制问题而异。

通用技术4.1控制的手段与应用课件.

通用技术4.1控制的手段与应用课件.

通用技术4.1控制的手段与应用课件.一、教学内容本节课选自通用技术教材第四章第一节“控制的手段与应用”。

详细内容包括:自动控制的基本概念、控制系统的分类与组成、常见控制元件及其功能、控制系统的设计原则与步骤。

二、教学目标1. 了解自动控制的基本概念,掌握控制系统的分类与组成。

2. 认识常见控制元件,了解其功能及在控制系统中的应用。

3. 掌握控制系统的设计原则与步骤,能运用所学知识分析简单的控制系统。

三、教学难点与重点教学难点:控制系统的设计原则与步骤,常见控制元件的功能及应用。

教学重点:自动控制的基本概念,控制系统的分类与组成。

四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、实物展示控制元件、控制系统模型。

2. 学具:通用技术教材、笔记本、绘图工具。

五、教学过程1. 导入:通过展示生活中常见的自动控制系统,如空调、洗衣机等,引发学生对控制技术的兴趣。

2. 新课导入:介绍自动控制的基本概念,引导学生认识控制系统的分类与组成。

3. 知识讲解:(1)自动控制的基本概念(2)控制系统的分类与组成(3)常见控制元件及其功能(4)控制系统的设计原则与步骤4. 例题讲解:分析一个简单的控制系统,引导学生运用所学知识解决问题。

5. 随堂练习:让学生根据所学知识,分析生活中常见的控制系统。

六、板书设计1. 自动控制基本概念2. 控制系统分类与组成3. 常见控制元件4. 控制系统设计原则与步骤七、作业设计1. 作业题目:(1)简述自动控制的基本概念。

(2)列举三种常见的控制系统,并说明其分类。

(3)分析一个简单的控制系统,说明其中包含的控制元件及其功能。

(4)根据所学知识,设计一个简单的控制系统。

2. 答案:(1)自动控制是指在没有人工干预的情况下,利用一定的控制元件和装置,使系统按照预定的规律运行。

(2)例如:温度控制系统、水位控制系统、速度控制系统等。

(3)控制元件:传感器、执行器、控制器等。

功能:传感器检测被控对象的状态,执行器实现对被控对象的控制,控制器根据预设的控制策略进行决策。

控制的手段与应用

控制的手段与应用

思 考
表格比较鲧禹父子治水的方式
治 水 人 鲧 gǔn 治水 时间 当时 首领 对象 目的 治水方法 达到的效果
的特征,了解影响控制目标实现的因素,采 用恰当的控制手段才能达到控制目的。
禹 13年 舜
洪水冲塌了堤坝, 垒坝筑堰、 9年 尧 洪水 防洪 水灾反而闹得更 填塞洪水 对某对象进行控制,必须了解被控对象 凶了。
实验结论
转动 传动方式 轮子 大轮转 动的圈 数 1 1 小轮转动 大轮转动 小轮转动 的圈数 的方向 的方向
大轮
链条传动 小轮
顺时针 逆时针
1 顺时针
1
特点: 两个齿轮的转动方向相同 大小齿轮转动的速度不一同 适合远距离传递力
逆时针
深入探究:新龟兔赛跑
二、利用链条传动装置中的两个齿轮,研究齿轮传动的特点。 实验步骤:
音乐喷泉系统
光控路灯的控制
按照执行部件不同来分:
机械控制 借助机械零件 盒机械设备。 蒸汽机转速控 制、自行车的 刹车控制 气动控制 液压控制 电子控制等 借助流体的压 借助流体的 借助的是电子 强(压力)传 压强(压力) 器件和电子电 递功能。为自 传递功能。 路。ATM、电 动行车充气、 体温计、汽 视制导导弹、 救生圈、公交 车的刹车 电视机、电子 车的气动门控 (液压泵控 器件、电动自 制 行车 制)、船闸 的升降
1、选择合适的支架固定两个圆形齿轮,保证齿轮间的啮合(注意)。 2、大齿轮上安装转动手柄,分别顺时针和逆时针转动,观察小齿轮的运 动方式。 3、小齿轮上安装转动手柄,分别顺时针和逆时针转动,观察大齿轮的运 动方式。
传动方式
转动 轮子 大轮
大轮转动 的圈数 1
小轮转动 的圈数
大轮转动 的方向 顺时针

控制的手段与应用

控制的手段与应用

控制的手段与应用1.普通机械式电饭煲简单的工作过程如下:接通电源,拨动杠杆按钮,给出做饭指令,磁钢吸合,拉住与之相连的杠杆,杠杆拨动微动开关,微动开关在杠杆的按压下接通加热回路,磁钢铝壳帽与锅底接触,开始加热。

当饭熟时(不再有水的沸腾),锅底温度升高,磁钢温度达到150℃时失去磁性,在弹簧力作用下,杠杆下移,微动开关恢复常态,结束加热状态。

此时电源仍是接通状态,由于双金属片温控器的作用,电饭煲进入保温状态(70度以下),这就是电饭煲接通电源后即使不按键也能得到温水的原因,但不按下杠杆按键则煮不熟饭。

由上面的工作过程可知,普通电饭煲虽然简单,但其控制过程还是比较复杂的。

其工作流程为:给出“做饭”指令——进入加热状态——判断是否达到150度,没有达到,继续加热,如果达到,则进入保温状态。

从这个流程知道,电饭煲的控制,从总体上说,仍是一个开环控制。

因为,输入一个“做饭”指令,输出的就是“做饭”状态。

如果输入的是“温水”指令,则输出的状态就是“温水”状态。

即输入量和输出量是一一对应的。

但是,其局部环节还有反馈。

其参考方块图如下:2. 公共汽车上的车门控制是一个典型的“开关控制”也就是一个典型的开环自动控制,其工作介质可以是电、气、液或机械。

其参考框图如下:3.宾馆、酒店的“自动叫醒服务系统”是一个开环控制系统。

其参考框图如下:4.家用缝纫机的缝纫速度控制系统缝纫机“转速控制系统”的控制对象应该是“缝纫机”不应该是“机针”。

对缝纫机来说,还有其它控制系统,如“针距控制系统”、“倒车控制系统”等,这些系统的控制对象都是缝纫机。

参考框图如下:注:有些学生会认为这个控制系统是一个闭环控制系统,理由是人可以不断调整缝纫的转速。

其实这种理解是错误的。

它不是闭环的原因是:第一,它输入的转速不是恒定的,没法与输出转速进行比较。

第二,“人”作为操作者,对控制系统施加控制指令的行为,不能视为“人作为某个环节参与了控制系统”。

质量控制中的技术手段与工具应用

质量控制中的技术手段与工具应用

质量控制中的技术手段与工具应用在质量控制中,技术手段与工具的应用至关重要。

只有通过科学合理的技术手段和工具应用,才能保证产品质量的稳定和持续提升。

下面将从不同的角度展开探讨质量控制中的技术手段与工具的应用。

首先,质量控制中的技术手段和工具应用是基础。

在生产过程中,生产企业需要根据产品的特点和要求,选用合适的技术手段和工具进行监测和控制。

例如,传统的质量控制手段包括抽样检验、统计分析等方法,现代质量控制手段则涵盖了自动化检测、智能系统等先进技术。

这些技术手段和工具的应用,可以有效地提高产品质量的稳定性和一致性。

其次,质量控制中的技术手段和工具应用需要与人工智能相结合。

随着科技的不断发展,人工智能在质量控制领域的应用越来越广泛。

通过人工智能技术,可以实现对产品质量数据的实时监测和分析,帮助企业及时发现和解决质量问题。

此外,人工智能还可以通过建立质量预警模型和优化算法,提高质量控制的精度和效率。

再次,质量控制中的技术手段和工具应用需要侧重于数据管理与分析。

在质量控制过程中,大量的数据需要进行采集、存储和分析。

通过建立完善的数据管理系统,可以实现对质量数据的有效管理和利用。

同时,利用数据分析工具如SPC(统计过程控制)、PCA(主成分分析)等,可以更加深入地挖掘数据背后的规律,为质量控制决策提供科学依据。

然后,质量控制中的技术手段和工具应用需注重全面性与系统性。

质量控制不仅仅是一个环节或一个部门的事务,而是需要涉及到整个生产过程的各个环节。

因此,在选择技术手段和工具时,需要考虑到整体的系统性,确保质量控制的全面性和连续性。

只有全面系统地应用技术手段和工具,才能更好地实现质量的持续改进。

接着,质量控制中的技术手段和工具应用还需以预防为主。

作为质量管理的一项基本原则,预防胜于治疗在质量控制中同样适用。

通过建立预防性的质量控制措施,可以在产品质量出现问题之前,及时预警并进行调整。

预防性的质量控制措施包括制定标准规范、建立自动监测系统以及实施持续改进等。

通用技术控制的手段与应用文档资料

通用技术控制的手段与应用文档资料
一 控制的手段与应用
1
控制的手段
一、控制的含义 二、控制的手段 三、控制的应用
2
控制的手段
事物的发展与变化具有多样性
例如,一棵树可能因为某种原因结不出果 实,也可能硕果累累,而且果实可以有大有小, 或酸或甜;
降落的雨水,可以用来灌溉农田,也可以 供人们冲洗物品,还可以发电,但也可能流入江 河,甚至有可能引起洪涝灾害。
控制的手段
请把你所了解的人工控制和自动控制的事例填在下面 的横线上。
人工控制:________________ 自动控制:________________
控制的手段
分析下列控制现象是自动控制还是人工控制 : (1) 摇动铲辘,提取井水; (2) 用气筒给自行车的轮胎充气; (3) 电梯的上下运行控制; (4) 农用灌溉抽水机抽水的控制。
请举例说明,在你的生活中,还有哪些属 于控制的事例,并填写下表。
控制事例
电风扇扇叶转速快慢 的控制
控制的 对象
电风扇
控制的目 的
调节速度
控制的手段 换挡
控制的手段
大禹治水过程中 , 通过什么手段实现了什 么样的目的 ?
举出生活中通过某些手段实现特定目的的 事例。
控制的手段
控 制:人们按照自己的意愿
31
控制的应用
现代网络家电
32
控制的应用
33
小结:
一、控制的手段 1.控制的涵义 2. 控制的三大要素 二、控制的应用
34
控制的手段
在生产生活中 , 有哪些控制分别是利用 机械控制、气动控制、液压控制、电子控制 等手段实现的 ?
35
练习:
控制的手段
机械控制:普通水龙头、浮子——杠杆水位控制、 电饭煲等。

控制的手段与应用

控制的手段与应用

控制的手段与应用
情况控制是一种技术,它可以将外部因素与内部因素联系起来,以便更有效地
控制和调整状态。

该技术具有容错性、自动化、可扩展性等特点,已经成为各行业的核心技术之一。

在许多领域,情况控制是把外部环境与内部环境有机结合,实现需求调整的必
要手段。

例如,机器人控制技术多基于情况控制实现,将运动学分析与力学模拟相结合,以获得动作控制的精准度和稳定性。

此外,无人机的避障、智能系统的模仿和学习等,也基于情况控制技术。

由于情况控制的特殊特性,它也被广泛应用于紧急情况管理中。

在紧急状况下,情况可能发生很快的变化,相应的策略可能无法掌握,这时候可以依靠情况控制,通过分析不断变化的外部环境,系统自动做出最优调整,以便更快、更准确地解决问题。

此外,情况控制也被大量应用于自动控制领域。

一些系统处理过程中,可以通
过搭建情况控制模型,实现系统响应自动调整,处理现场环境的变化,识别机器人的异常状况,以及实现实时控制等,使得机器人的运动更加精准、整洁。

总之,情况控制技术的出现令人赞赏,它的特性给各行业带来了无限可能,为
不断拓展应用领域和提升技术效果提供了可能。

控制的手段与应用

控制的手段与应用
远程医疗
利用互联网和控制技术,实现远程诊断和治疗,为患者提供及时 有效的医疗服务。
健康监测与管理
通过可穿戴设备和智能算法,实现人体健康参数的实时监测和数 据分析,为健康管理提供科学依据。
04
控制手段的发展趋势与挑 战
智能化控制手段的发展
01
机器学习算法在控 制中的应用
通过训练数据自动提取特征并优 化控制策略,提高控制系统的自 适应能力和性能。
网络安全与防护策略
网络化控制系统面临网络攻击和数据泄露等安全风险,需要加强安 全防护和应急响应机制。
多智能体协同控制
如何实现多个智能体在网络环境下的协同控制和优化是一个重要挑 战。
多学科交叉融合的趋势
01
控制科学与工程
结合控制理论、系统建模、优 化方法等,研究复杂系统的控
制问题。
02
计算机科学与技术
案例三:智能交通信号灯的自适应控制策略
实时交通流量监测
通过摄像头或地磁感应 器等设备实时监测路口 交通流量,为信号灯配 时提供依据。
自适应配时算法
根据实时交通流量和历 史数据,采用自适应配 时算法动态调整信号灯 配时方案,提高路口通 行效率。
紧急车辆优先通行
通过识别紧急车辆(如 救护车、消防车等), 为其提供优先通行权, 确保紧急情况下的快速 响应。
远程控制
通过手机APP或智能语音助手实现对家居设备的远程控制,如开关 灯光、调节温度等。
自动化场景设置
根据用户的生活习惯和需求,设定不同的自动化场景,如回家模式 、睡眠模式等,实现一键控制多个设备。
传感器技术应用
利用温度传感器、湿度传感器、光线传感器等感知环境变化,并自动 调整家居设备的工作状态,提高居住舒适度。

质量控制的主要手段和方法

质量控制的主要手段和方法

质量控制的主要手段和方法在现代生产制造过程中,质量控制是确保产品或服务符合预期要求的关键。

质量控制的目标是通过使用适当的手段和方法来管理生产过程中的变量,以最大程度地降低缺陷率,提高产品的质量,并确保客户满意度。

本文将探讨质量控制的主要手段和方法,以及其在不同行业中的应用。

一、统计质量控制统计质量控制是一种基于统计学原理和方法的质量管理方法,旨在通过收集、分析和解释数据,以便于监控和改进生产过程。

其中最常用的方法是过程控制图,它可以通过图形化地表示数据来判断过程是否稳定、符合要求。

过程控制图可以及时发现异常情况,并指导采取相应措施,以防止缺陷的发生。

二、质量管理体系质量管理体系是一套系统化的方法和工具,用于规范和管理组织内的工作流程,以确保产品或服务的质量可控。

其中最著名的是ISO 9001质量管理体系,它提供了一套全面的质量管理准则,包括质量计划、质量控制、质量改进等方面。

通过实施质量管理体系,组织可以建立起一套较为完善的质量管理体系,从而提升产品或服务的质量水平。

三、六西格玛六西格玛是一种以数据驱动的、基于DMAIC(定义、测量、分析、改进、控制)方法的质量管理方法,其目标是通过最小化变异性,降低缺陷率,提高产品的质量和可靠性。

六西格玛方法侧重于通过分析数据和改进过程来降低缺陷率,从而提高产品的一致性和稳定性。

它的核心是通过收集和分析数据,确定关键影响因素,并制定相应对策,以减少不良事件的发生。

四、质量教育和培训质量控制的另一个重要手段是质量教育和培训。

通过向员工提供相关的质量教育和培训,可以提高他们对质量控制的意识和能力,使其能够积极参与并贡献于质量管理活动。

质量教育和培训内容包括质量知识和技能的传授,如质量管理原理、过程控制图解读与应用等。

此外,还可以通过组织内部的质量培训活动、质量比赛等形式,激励全体员工积极参与质量控制工作。

五、供应链管理供应链管理在质量控制中起到重要的作用。

优秀的供应链管理可以有效地降低供应商和原材料的质量问题,保证产品的质量稳定性。

控制的手段与应用课件

控制的手段与应用课件

控制的手段与应用课件一、教学内容本节课我们将探讨《自动控制原理》教材第五章“控制的手段与应用”。

具体内容包括:控制系统的数学模型、常用的控制方法(如PID控制、模糊控制等),以及控制算法在实际工程中的应用案例分析。

二、教学目标1. 理解控制系统的数学模型,掌握不同类型的控制系统及其特点。

2. 学习并掌握常用的控制方法,了解其优缺点及适用场景。

3. 通过案例分析,提高学生运用控制理论解决实际问题的能力。

三、教学难点与重点重点:控制系统的数学模型、常用控制方法及其在实际工程中的应用。

难点:控制算法的推导及在实际应用中的参数调整。

四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件、板书工具、实物模型(如温度控制器、无人机等)。

2. 学具:笔记本电脑、相关软件(如MATLAB、Simulink等)。

五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)通过展示实物模型(如温度控制器),引发学生对控制系统的兴趣。

2. 理论讲解(15分钟)介绍控制系统的数学模型,讲解不同类型的控制系统及其特点。

3. 例题讲解(15分钟)以PID控制为例,讲解其原理、推导过程及参数调整方法。

4. 随堂练习(10分钟)让学生运用MATLAB、Simulink等软件,完成一个简单的控制算法设计。

5. 案例分析(10分钟)分析实际工程中的控制应用案例,如无人机飞行控制、智能交通系统等。

六、板书设计1. 控制系统的数学模型2. 常用控制方法及其特点3. 控制算法推导及参数调整4. 实际应用案例分析七、作业设计1. 作业题目:设计一个简单的PID控制系统,使其输出稳定在设定值。

答案:略。

2. 作业题目:分析一个实际的控制应用案例,阐述其控制原理及优缺点。

答案:略。

八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对控制系统的理解程度,以及对案例分析的掌握情况。

2. 拓展延伸:引导学生学习更高级的控制算法,如自适应控制、鲁棒控制等,提高其在实际工程中的应用能力。

重点和难点解析1. 控制系统的数学模型2. 常用控制方法(以PID控制为例)的原理、推导及参数调整3. 实际应用案例分析4. 作业设计一、控制系统的数学模型控制系统的数学模型是理解控制系统的基础。

控制的手段与应用

控制的手段与应用

思考:找出自行车存在的 各种控制现象?
• 刹车控制 • 速度控制 • 方向控制
理解控制现象,需要明确:
1、控制的对象是什么 2、控制要达到什么目的 3、采取什么控制手段
马上行动
控制事例 电风扇扇 叶转速快 慢的控制 音响的音 量控制
燃气热水 器温度的 控制
控制的对 象
电风扇 音响 热水器
控制的目 的 调节速度
控制的手 段 换挡
音量的调节 旋转音量 旋钮 调节出水口 改变燃气 温度的高低 火头的大 小
控制的实现需要通过一定的 手段。从控制过程中人工干预 的情形来分,控制有人工控制 和自动控制。
人工控制:控制过程是在 人的直接干预和全程干预下进 行的。
关/开 门
驾驶汽车
自动控制:指在无人直接参与的 情况下,使事物的变化准确地按 照期望的方向进行。
当然在很多控制的事例中,控制的手段 又可以是综合的。
马上行动
请说说你所了解的人工控制和 自动控制的事例。
人工控制: 人工纺纱、普通自来水龙头、拖地板等 自动控制: 数控机床、饮料自动装罐生产线、十字路口红 绿灯的转换等
二、控制的应用
控制的应用自古就有,并在近 代得到迅速发展,在社会生产生
活的各个领域都有极其广泛的应
4.1控制的手段与应用
一、控制的手段
例如,一棵树可能因为某种原因结 不出果实来,也可能硕果累累,而且果 实可以有大有小,或酸或甜。
事物的发展与变化具有多样性。
1、事物发展的结果可能是人们预先期 望的,也可能是与预期的目标不相符, 甚至是不希望得到的。(马上行动)
2、如果人们想达到某一特定的目的,
太 阳 能 路 灯 自 动 门
按照执行部件的不同分为:
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想一想:分析下列事物发展与变化 的多种可能性:
鲜花: 鱼塘:
有可能蔫掉,也可能长时间盛开。 有可能干涸,有可能溢出水来;其中有 可能多而肥,也可能少而弱。
成熟的西瓜: 可能被人摘下吃掉,可能被榨成
汁做成饮料,也可能烂在西瓜地 里。
结论:
事物的发展与变化呈现多样性, 发展结果可能是人们预先期望的, 也可能与预期的目标不相符,甚至 是不希望得到的,如果人们想达到 某一特定目的,就必须借助适当的 手段来实现。
自动控制
马上行动:判断人工控制和自动控制的事例。
音响的音量控制 普通水龙头出水的 控制 自动取款机 自动烘手机 电梯的上下运行过 程控制
人工
人工
全自动洗衣机 电冰箱内温度控制 篮球运动员投篮过程 控制 自动感应门的开关控 制 飞镖的投掷过程控制
自动
自动
人工 自动 人工 自动 自动 自动
自动 自动 自动 人工 自动 人工
肥胖人群体形控制
红外自动水龙头出 水控制
声控走廊灯的控制
红绿灯的转换过程控 制
手摇晾衣架的控制
光控路灯的控制
马上行动:把你了解的人工控制和自 动控制的事例填写在下面的横线上:
人工纺纱、普通自来水龙头,旋转按 钮打开电灯、驾驶汽车等。 人工控制:____________________________________ 数控机床、饮料自动装罐生产线、花房恒 温控制、十字路口红绿灯的转换等。 自动控制:____________________________________
据研究:木牛和流马是汉代独轮手推车的两种改进设计,通过 改进使人的负重有所减轻。木牛是一种轮子稍小一些的独轮手 推车,载重大,前由人拉、后由人推,运行较慢;流马载重小, 轮子稍大一些,由一人推,运行速度很快。诸葛亮所说“木牛 流马”应是比喻它们运行的灵便程度和载重量的大小:木牛行 动较笨而慢,像牛;流马行动敏捷而快,像马。不是说它们外 形像牛像马。
第四单元 控制与设计
第一节 控制的手段及应用
一、控制的手段
现代社会中控制的例子:
学校:学校的音乐铃声、多媒体教学系 统、音乐喷泉系统、后门口自动伸缩门 等。
家庭:
自动伞 微波炉
电饭煲
冰箱
自动热酒壶
社会:
交通信号灯 程控电话交换机 幻彩声控灯 音 乐 喷 泉 电梯 自 动 门
验钞机
饮水机
古代社会中的例子: 案 例 1: 大 禹 治 水
控制的手段:
把转动变成直动类型:
连杆机构
齿轮齿条组
往复直动
活塞连杆机构
凸轮机构
螺旋机构
3.控制的分类:
控制的实现需要通过一定 的手段。从控制过程中人工 干预的情形来分,控制有人工 控制和自动控制。
人工控制:控制的过程必须在
人的直接干预和全程干预下才能完成 控制任务。
关/开 门
驾驶汽车
自动控制:在控制的过程中不 需要人的直接干预,使事物的变 化准确的按照期望的方向发展。
目的:帮助军队运送战略物资。
案例3:希罗自动门(图片) 公元1世纪,希腊人希罗建造的自动打开庙门的装 置(图1)是最早利用气压和液压为动力的自动门。如图 所示,祭坛点火使1的空气膨胀,水流入2,利用水的 重量使轴3转动,将门打开。祭坛灭火,门即自动关闭。
事物发展的结果可能是人们 预先期望的,也可能是与预期的 目标不相符,甚至是不希望得到 的。如果人们想达到某一特定的 目的,就必须运用适当的手段来 实现。
思考:大禹治水过程中,通过什 么手段实现了什么样的目的?
手段 结果 垒坝筑堰,填 愈治愈泛、 塞洪水(尧) 被帝治死 古代 治水 疏通河道,泄 水患大治、 远离 洪水 洪为主(禹) 传奇英雄 洪水 加深加宽过水平面,炸除礁 现代 石,建堤防,河道整治,植 治水 树造林,保护流域生态环境 答案:通过“疏通河道,泄洪为主” 手段实 现治理好水患的目的。
1.控制的涵义
人们按照自己的意愿或目的,通 过一定的手段,使事物向预期的目 标发展,这就是控制(control)。
那么,运用什么手段来实现呢?
2.控制的三大要素:
1)控制的对象是什么; 2)控制要达到什么目的; 3)采取什么控制手段。
[马上行动] 找出自行车中存在的各种控制现象:
自行车在行驶时的方向控制问题,其 控制的对象就是自行车,控制的目的是为了 改变自行车的前进方向,控制的手段就是骑 车人通过双手转动车把,改变前轮的方向并 带动后轮改变方向。 自行车在行驶时的速度控制问题,其 控制的对象就是自行车,控制的目的是为了 改变自行车的前进速度,控制的手段就是骑 车人通过车闸,改变自行车的速度。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
事例 对象 目的
采取不同的控制手段,所获得 的结果是不同的,在当时的具体条 件下,垒坝筑堰、填塞洪水短期内 也许是可行的,但是长远来讲疏通 河道,泄洪才能从根本上解决问题。
所以,我们必须采取适当合理的控制 手段才能使事物向我们期望的目标发展,这 就是控制。
案例2:木牛流马:
《三国演义》第一百二十回“司马懿占北原渭桥 诸葛亮造木牛 流马”其中描写诸葛亮六出祁山,七擒孟获,威震中原,发明 了一种新的运输工具,叫“木牛流马”,解决了几十万大军的 粮草运输问题,这种工具比现在的还先进,不用能源,不会造 成能源危机。
马上行动
控制事例
电风扇扇叶转速快慢的 控制 音响的音量控制 燃气热水器温度的控制 用喷雾器喷洒农药 大禹治水 人力三轮车转弯中的方 向控制
控制的对象 电风扇
控制的目的 调节速度
控制的手段 换档
音响
音量的调节
旋钮
调节出水口 改变燃气火 热水器 温度的高低 头的大小 操作喷雾器 喷雾器 给庄稼治病 的手柄 安息洪波、 疏通河道,泄洪 洪水 大治水患 为主 双手转动车把 人力三轮车 改变三轮车 行驶的方向
太 阳 能 路 灯
自 动 门
案例分析:从手摇扇到空调器,手动——手 动控制——自动控制
人工控制
电扇的控制:
电扇设定风速档位通电,电机以一定 的转速带动扇叶转动,经过一定的时间 后,由手动操作停止,这种控制属 于 ;如果电风扇的工作时间由 定时器控制,设定时间到自行停止工作, 这种控制属于 。
空调的温度调节控制: 由温度传感器检测室内温度是否达到预设温度, 对制冷压缩机进行调控,若室内温度高于预设温度, 空调的制冷控制电路就会启动制冷压缩机,送出冷风, 当温度下降到预设温度以下,制冷压缩机停止工作。
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