熟悉闭环控制系统的基本组成
测控电路课后习题答案(全)
一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器�对点火时间、燃油喷射、空
积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。
1-6 测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响�试述模拟式测量电路与 增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。 随着传感器类型的不同�输入信号的类型也随之而异。主要可分为模拟式
信号与数字式信号。随着输入信号的不同�测量电路的组成也不同。 图 X1-1 是模拟式测量电路的基本组成。传感器包括它的基本转换电路�如
应用于要求共模抑制比大于 100dB 的场合�例如人体心电测量。
2-8 图 2-8b 所示电路�N1、N2 为理想运算放大器�R4=R2=R1=R3=R�试求其闭环电压放大倍 数。 由图 2-8b 和题设可得 u01 =ui1 (1+R2 /R1) = 2ui1 , u0=ui2 (1+R4 /R3 )–2ui1 R4/R3 =2ui2–2
电桥�传感器的输出已是电量�电压或电流�。根据被测量的不同�可进行相应
的量程切换。传感器的输出一般较小�常需要放大。图中所示各个组成部分不 一定都需要。例如�对于输出非调制信号的传感器�就无需用振荡器向它供电� 也不用解调器。在采用信号调制的场合�信号调制与解调用同一振荡器输出的 信号作载波信号或参考信号。利用信号分离电路�常为滤波器��将信号与噪声 分离�将不同成分的信号分离�取出所需信号。有的被测参数比较复杂�或者 为了控制目的�还需要进行运算。对于典型的模拟式电路�无需模数转换电路 和计算机�而直接通过显示执行机构输出�因此图中将模数转换电路和计算机 画在虚线框内。越来越多的模拟信号测量电路输出数字信号�这时需要模数转 换电路。在需要较复杂的数字和逻辑运算、或较大量的信息存储情况下�采用 计算机。
典型闭环控制系统的基本组成
典型闭环控制系统的基本组成一、引言闭环控制系统是现代工业控制中最常见的一种控制方式，它通过对被控对象输出信号进行实时监测和反馈，从而实现对被控对象的精确控制。
典型闭环控制系统由多个组成部分构成，本文将详细介绍这些组成部分的功能和作用。
二、传感器传感器是闭环控制系统中最基础的组成部分之一，它负责对被控对象的状态进行实时监测，并将监测到的信息转换为电信号输出。
传感器可以根据不同的物理量进行分类，例如温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
三、信号调理模块由于传感器输出的信号可能存在噪声或干扰，因此需要经过信号调理模块进行处理。
信号调理模块可以对信号进行放大、滤波、线性化等处理，以保证后续处理过程中得到准确可靠的数据。
四、比例积分微分（PID）调节器PID调节器是闭环控制系统中最核心也是最复杂的一个组成部分。
它通过对误差信号进行处理，计算出一个合适的输出量来调节被控对象。
PID调节器的三个参数分别为比例系数、积分系数和微分系数，它们的取值会直接影响到系统的响应速度和稳定性。
五、执行机构执行机构是闭环控制系统中负责对被控对象进行实际操作的组成部分。
例如，对于一个温度控制系统来说，执行机构可能是一个电热丝或者风扇。
执行机构接收到PID调节器输出的信号后，会根据信号大小进行相应的动作。
六、反馈回路反馈回路是闭环控制系统中最重要也是最特殊的一个组成部分。
它通过将执行机构操作后得到的实际结果反馈给PID调节器，从而实现对误差信号进行修正和调整。
反馈回路可以通过不同方式进行实现，例如电流反馈、速度反馈、位置反馈等。
七、总结典型闭环控制系统由传感器、信号调理模块、PID调节器、执行机构和反馈回路等多个组成部分构成。
每个组成部分都有着独特的功能和作用，它们共同协作来实现对被控对象精确可靠地控制。
在工业生产中，闭环控制系统已经广泛应用于各种场合，例如温度控制、压力控制、流量控制等。
简述闭合环路控制的主要组成部分
简述闭合环路控制的主要组成部分
闭合环路控制系统的主要部分包括控制器、执行机构、检测装置和被控对象。
首先，控制器在整个闭环控制系统中扮演着极为重要的角色。
它的功能是产生一个对被控对象的驱动信号，然后基于从检测装置接收到的反馈信息来调整这个驱动信号。
这个调整的过程就是闭环控制系统的核心，即，保证被控对象的状态稳定且按照预定的目标进行。
其次，执行机构是另一个关键部分，它的作用是接收来自控制器的信号，并根据这些信号产生物理动作来改变被控对象的状态。
执行机构可以是电动机、阀门、泵等各种设备，根据控制系统的具体需求来选择。
然后，检测装置作为闭环控制系统的另一个重要组成部分，负责实时监测和测量被控对象的状态并将被控对象的各项状态量转换成电气信号，传递给控制器。
这个反馈信号是实现闭环控制的关键。
最后，被控对象是闭环控制系统要控制的主体，其状态受到执行机构输出量的改变而改变。
同时，被控对象的状态变化又通过检测装置转化为电信号反馈给控制器，形成了一个闭环。
总之，这四个部分紧密协作，使得闭合环路控制系统能达到预期的控制效果，这也是控制系统的基本组成部分。
典型闭环控制系统的基本组成
典型闭环控制系统的基本组成闭环控制系统是一种反馈控制系统，它通过测量实际系统输出与期望输出之间的误差，对系统进行调节，以达到期望输出。
典型的闭环控制系统由以下几个基本组成部分构成。
1. 误差检测器误差检测器是闭环控制系统的核心部分，它用于检测实际输出与期望输出之间的误差。
该误差可以通过传感器来检测，例如温度传感器、压力传感器等。
误差检测器会将误差信号传递给控制器，以进行调节。
2. 控制器控制器是闭环控制系统的决策中心，它根据误差信号和系统模型，计算出控制信号，并将其发送给执行器。
控制器的设计可以采用PID控制算法等多种算法，以满足不同的控制需求。
3. 执行器执行器是闭环控制系统的最后一环，它负责将控制信号转化为实际的控制动作，以对系统进行调节。
例如，电机可以通过控制电压和电流，实现机械运动的调节。
4. 反馈环路反馈环路是闭环控制系统的基本特征之一，它通过将实际输出信号反馈给误差检测器，实现对系统的自动调节。
反馈环路可以通过软件或硬件实现，以满足不同的应用需求。
5. 参考输入参考输入是闭环控制系统的期望输出，它可以是恒定值或动态变化的信号。
例如，温度控制系统的期望温度可以是恒定的设定值，而机器人的期望位置可以是动态变化的轨迹。
6. 系统模型系统模型描述了被控制对象的动态特性，包括传递函数、状态空间模型等。
系统模型是控制器设计的基础，它可以通过实验或建模软件进行确定。
7. 信号调节器信号调节器主要用于对输入、输出以及控制信号进行调节和过滤，以保证系统的稳定性和性能。
例如，滤波器可以对噪声进行滤波，增益调节器可以对信号进行放大或缩小。
闭环控制系统的基本组成包括误差检测器、控制器、执行器、反馈环路、参考输入、系统模型以及信号调节器等部分。
这些组成部分相互协作，实现对系统的自动控制和调节，为工业自动化、机器人控制、航空航天等领域的应用提供了重要的支撑。
2020 年重庆市普通高中学业水平合格性考试 (通用技术考试说明)
I．考试形式与试卷结构
1．考试形式：笔试、闭卷。 2．考试时间为 60 分钟，试卷满分为 100 分。 3．试卷结构、题型及分值比例： 单项选择题共 20 题，每题 3 分，共 60 分；判断题共 8 题，每题 2 分，共 16 分； 读图作图题共 1 题，共 9 分；分析题共 1 题，共 15 分。 其中《技术与设计 1》的内容约占 50%，《技术与设计 2》的内容约占 50%。
打磨
钻孔
锯割
B． 划线
钻孔
锯割
打磨
C． 钻孔
划线
锯割
打磨
D． 划线
钻孔
打磨
锯割
题 16 图
常见的瓶装水生产线包含了水体过滤装置、杀菌设备、洗瓶机、灌装机、自动灯检机、 包装机、产品输送装置等部分。请根据以上描述完成第 17、18 题。 17．下列对该系统特性的分析不．正．确．的是
A．杀菌设备、洗瓶机、灌装机均是瓶装水生产线系统的要素 B．灌装机损坏后，生产的瓶装水会在自动灯检机处报警，体现了系统的环境适应性 C．水体过滤装置需要定期更换滤芯，以保证水的净化质量，体现了系统的动态性 D．进行灌装机的停机维修时，整个生产线均需要停止生产，体现了系统的整体性
A．效果图
B．草图
C．机械加工图
通用技术课程第二节--控制系统的基本组成与工作过程
第二节控制系统的基本组成与工作过程导学案一．学习目标1．分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程；2．熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出一个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。
二．学习过程我们先来分析两个典型控制案例，旨在了解控制系统是怎样构成的，以及它们是怎样实现控制的。
【案例1】自动门自动门的动作过程是：当门口没有人时，门是关着的(图1)；当有人来到门口时，门打开(图2)；当人离开门口后一段时间，门又关闭。
功能(1)无人时，常关；(2)有人时，开门。
技术要求(1)当人距门l m(也可设为其他值)时，门即打开；(2)门打开后，延时10 s(也可设为其他值)后关门。
门是怎样实现自动开、关的呢?我们来看一看自动门(实际上是自动门系统，简称自动门)的组成和工作过程。
系统组成①门；②电动机；③控制器；④传感器。
工作过程(1)当有人到达门前某一距离(如1 m)时，传感器感知，并发出“有人”的信号；(2)控制器接到传感器传来的信号后，经变换放大后传给电动机(这里电动机叫做执行器，也称驱动器)；(3)电动机根据传来的开门信号转动，门被打开(这里的门叫做被控对象，也称为控制对象)；(4)控制器保持开门信号延时(如10 s)后，自动发出关门信号，电动机反转，门重新关闭。
上述的系统组成与工作过程，可以用图3表示。
在图3中，从左往右看：当门口有人时，即有输入，传感器感知并形成信号。
信号先后经过控制器、电动机的变换与传递，直到把门打开，叫做有输出(门动作，打开)。
没有人，则无输入，不发生信号传递，当然没有输出(门无动作，常关)。
【问题思考】当有人一直站在门口时，自动门会怎样动作？为什么？【案例2】水箱水位控制再来看水箱的水位控制。
当水箱内的水没有达到设定的水位(水箱内的“△”所示)时，水箱的水龙头打开，向水箱内放水；当水面达到设定位置，水龙头关闭。
它有两种控制方式：一为人工控制(图4)；一为自动控制(图5)。
控制系统的组成和描述
电子 电路
制冷 装置
冰箱
冰箱实 际温度
温度传感器
Байду номын сангаас
3、抽水马桶自动控制系统 、
设定 水位
进水量
（闭环） 闭环）
水箱 水箱 水位
连杆 机构
进水 阀门 检测装置
开环） 4、走道路灯的声光控制系统 （开环） 、
时间
设定 声音 分贝
控制 电路
计时器
灯泡
灯光
简单闭环控制系统的方框图： 简单闭环控制系统的方框图：
比较器 给定量
﹢ × ﹣
控 制 器
被 执 控制量 控 行 对 器 象 检测装置
被控量
案例分析：空调器温度控制系统 案例分析：
炎炎夏日，人们采取各种消暑措施消暑，空调是 炎炎夏日，人们采取各种消暑措施消暑， 第一选择。那么，空调器是如何控制温度的呢？ 第一选择。那么，空调器是如何控制温度的呢？它的 工作过程又如何呢？ 工作过程又如何呢？ 提示：如设定温度为25 室内温度如果高于25 提示：如设定温度为25oC，室内温度如果高于25oC， 那么空调通过比较， 那么空调通过比较，控制电路发出信号促使压缩机进 行工作；当温度达到25 控制电路发出信号， 行工作；当温度达到25oC时，控制电路发出信号， 压缩机停止工作，风扇照常工作。因此， 压缩机停止工作，风扇照常工作。因此，空调温度控 制系统中有从输出端返回到输入端的信息反馈， 制系统中有从输出端返回到输入端的信息反馈，它是 闭环控制系统。 闭环控制系统。
问题：根据空调器的工作过程，试画出其温 问题：根据空调器的工作过程，试画出其温 度控制系统的方框图 的方框图。 度控制系统的方框图。
空调器温度控制系统方框图如下： 空调器温度控制系统方框图如下：
自动控制系统重点归纳总结
,
(t 0)
4T，当 2%时 调节时间 ts 3T，当 5%时
tm和％不存在
j 1 i 1 n N i
m
在时域分析法中使用
◆传递函数第三种形式：
零极点形式（首1）， 在根轨迹法中使用
传递函数性质
1、固有性：传函是系统数学模型的又一种形式，表达了系统
把输入量转换成输出量的传递关系。它只和系统本身的特 性参数有关，而与输入量怎样变化无关。 2、利用传递函数可直接根据系统传递的某些特征来研究系 统的性能；也可以将对系统性能的要求转换成对传递函数
的要求，从而对系统的设计提供简便的方法。
3、对应性：传递函数与微分方程一一对应。如果将s 置换，传递函数 微分方程。
d dt
4、同形性： W(s)虽描述了输出输入间的关系，但它不提供 任何该系统的物理结构。物理性质截然不同的系统或元件
，可以有相同的传递函数。 5、特殊性：传递函数仅适用于线性定常系统。
第一章
自动控制系统的基本概念
基本术语：反馈量，扰动量，输入量，输出量，被控对象；
基本结构：开环，闭环，复合；
基本要求：暂态，稳态，稳定性。 本章要解决的问题，是在自动控制系统的基本概念基础 上，能够针对一个实际的控制系统，找出其被控对象、
基本类型：线性和非线性，连续和离散，程序控制与随动；
输入量、输出量，并分析其结构、类型和工作原理。
数学模型定义： 能够描述控制系统输出量和输入量数量关系的数学表 达式，是物理系统运动特性的数学抽象。 控制系统数学模型的主要形式（古典）： (1)微分方程（时间域） （5）信号流图（复数域） (2)传递函数（复数域） （6）差分方程（离散） (3)结构框图（复数域） （7）脉冲传递函数（离散） (4)频率特性 (频域)
闭环控制系统的工作原理
闭环控制系统的工作原理
闭环控制系统是一种通过不断检测和修正输出与期望输出之间的差异来实现控制目标的系统。
它包括四个主要组成部分：传感器、控制器、执行器和反馈回路。
首先，传感器用于实时地检测被控对象的状态或输出参数，并将检测到的信息转化为电信号或其他形式的信号输出。
其次，控制器接收来自传感器的信号，并与预设的期望参考值进行比较。
通过对比两者的差异，控制器能够判断被控对象是否需要进行调整。
然后，控制器根据差异的大小和方向，计算出相应的控制信号并发送给执行器。
执行器将控制信号转化为能够控制被控对象的物理量或作用力，从而使被控对象实现所需的控制效果。
最后，反馈回路将执行器的输出值传递回传感器，形成一个闭合的反馈环路。
传感器通过检测反馈信号，并将其与预设值进行比较，继续向控制器提供差异信息。
控制器根据反馈信号的信息再次进行计算和调整，以实现对被控对象的实时控制。
通过不断地循环检测、比较和调整，闭环控制系统能够实时地跟踪和调整被控对象的状态，使其尽可能接近预设值，达到所需的控制效果。
闭环控制系统具有自我校正和适应性强的特点，能够应对外界环境变化和被控对象的非线性特性。
闭环控制系统的基本组成
闭环控制系统的基本组成一、引言闭环控制系统是一种常见的控制系统结构，它通过对系统输出进行反馈，实现对系统行为的调节和控制。
本文将介绍闭环控制系统的基本组成，包括传感器、执行器、控制器和反馈环节。
二、传感器传感器是闭环控制系统中的重要组成部分，它用于将系统的状态转化为可测量的信号。
传感器可以感知各种物理量，如温度、压力、速度等，并将其转化为电信号或其他形式的信号。
传感器的准确性和灵敏度对于闭环控制系统的性能至关重要。
三、执行器执行器是闭环控制系统中的另一个关键组成部分，它用于根据控制信号执行相应的动作。
执行器可以是电动机、阀门、液压缸等，其作用是根据控制信号改变系统的状态。
执行器的性能直接影响到闭环控制系统的响应速度和稳定性。
四、控制器控制器是闭环控制系统的核心组成部分，它根据系统的输出和期望输出之间的差异，生成控制信号来调节系统的行为。
控制器可以是简单的比例控制器，也可以是更复杂的PID控制器或模糊控制器。
控制器的设计和调节对于闭环控制系统的性能优化至关重要。
五、反馈环节反馈环节是闭环控制系统的关键环节，它将系统的输出作为输入信号反馈给控制器，用于调节控制信号。
通过反馈环节，闭环控制系统可以实时监测系统的状态，并根据实际情况进行调整。
反馈环节的设计和调节对于闭环控制系统的稳定性和鲁棒性具有重要影响。
六、闭环控制系统的工作原理闭环控制系统的工作原理是通过不断比较系统的实际输出和期望输出之间的差异，生成控制信号来调节系统的行为，使系统的输出逐渐接近期望输出。
当系统的输出达到期望输出时，控制信号将趋于稳定，闭环控制系统将保持在稳定状态。
七、闭环控制系统的优势闭环控制系统相比于开环控制系统具有以下优势：1. 对系统参数变化和外部扰动具有较强的鲁棒性，能够自动调节系统行为，保持系统的稳定性和性能；2. 可以实时监测系统的状态，并根据实际情况进行调整，适应不同的工作条件；3. 可以提高系统的响应速度和精度，实现更精确的控制。
闭环控制系统
(6)校正元件：也叫补偿元件，是结构与参数便于调整的元件，以串联或反馈的方式连接在系统中，完成所 需的运算功能，以改善系统的性能。根据在系统中所处的位置不同，可分别称为串联校正原件和反馈校正元 件。
区别
区别
同开环控制系统区别
同开环控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统 内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干扰的能力， 对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。但反馈回路的引入增加了系统的复杂性，而且增益选择不当 时会引起系统的不稳定。为提高控制精度，在扰动变量可以测量时，也常同时采用按扰动的控制（即前馈控制） 作为反馈控制的补充而构成复合控制系统。
闭环控制系统
控制系统的一种类型
01 原理
03 区别 05 应用实例
目录
02 基本组成 04 控制特点
基本信息
闭环控制系统是控制系统的一种类型。具体内容是指：把控制系统输出量的一部分或全部，通过一定方法和 装置反送回系统的输入端，然后将反馈信息与原输入信息进行比较，再将比较的结果施加于系统进行控制，避免 系统偏离预定目标。闭环控制系统利用的是负反馈。即是由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系 统，又称反馈控制系统。
一般来说，开环控制系统结构比较简单，成本较低。开环控制系统的缺点是控制精度不高，抑制干扰能力差， 而且对系统参数变化比较敏感。一般用于可以不考虑外界影响或精度要求不高的场合，如洗衣机、步进电机控制 装置以及水位调节系统等。
《数据采集与控制》课程教学大纲
《数据采集与控制》课程教学⼤纲《数据采集与控制》课程教学⼤纲课程编号：0806708028课程名称：数据采集与控制英⽂名称：Data Acquisition and Control Processing课程类型：专业任选课总学时：32 讲课学时：32 实验学时：0学分：2适⽤对象：通信⼯程、电⼦信息⼯程及相关专业四年制本科⽣先修课程：信号与线性系统、数字信号处理⼀、课程性质、⽬的和任务本课程是“通信⼯程、电⼦信息⼯程”专业的⼀门专业任选课。
其⽬的是使学⽣了解并掌握采样基本理论的应⽤，各种模/数和数/模转换芯⽚的使⽤、数据采集系统的组成、线性反馈控制系统的基本概念、基本分析⽅法和校正⽅法等基本问题。
通过本课程的学习，学⽣可以掌握数据采集的各种分析处理技术，掌握线性控制系统数学模型的建⽴和分析⽅法，为将来的进⼀步学习以及毕业后从事专业⼯作打下必要的基础。
⼆、教学基本要求本课程以数据采集与控制的各种分析和处理技术为研究对象。
学完本课程应达到以下基本要求：1、掌握连续信号的采样理论、采样定理的定义、采样定理的实际应⽤、频率混淆原因及解决措施。
2、掌握传感器理论和技术，熟悉常⽤的传感器及其使⽤⽅法。
2、了解模/ 数和数/ 模的转换过程、典型模/ 数和数/ 模转换器的⼯作原理；量化过程、误差、编码。
3、了解数据采集系统的组成、系统的抗⼲扰措施和⼈机接⼝技术。
4、了解典型A/D、D/A的使⽤。
5、了解虚拟仪器技术。
6、理解线性反馈控制系统的基本概念、基本分析⽅法和校正⽅法；7、掌握时域分析法的相关概念和应⽤。
三、教学内容及要求（此部分根据具体课程，可以按照章节列出具体内容，也可以根据内容分块）1、数据采集与系统设计基础了解数据采集系统基本组成，熟悉数据采集与处理技术，数据采集系统的结构形式；了解微型计算机数据采集系统、集散型数据采集系统、分布式数据采集系统；掌握数据采集信号处理基本理论如傅⾥叶变换、拉普拉斯变换和Z变换、短时傅⾥叶变换和⼩波变换、采样定理；了解数据采集技术与系统的发展⽅向。
控制系统的基本组成和工作过程
控制系统的基本组成和工作过程控制系统的基本组成和工作过程东营市第一中学丁子勇一、教学目标：1、分析典型控制案例，熟悉开环控制系统的基本组成和简单的工作过程；2、分析典型控制案例，熟悉闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程；3、能绘制简单的开环控制系统和闭环控制系统的系统框图；4、知道开环控制系统和闭环控制系统的区别；、理解闭环控制系统中的控制器、执行器的作用。
二、教学重点：1、开环控制系统的基本组成和工作过程；2、闭环控制系统的基本组成和工作过程；3、开环控制系统和闭环控制系统的比较和区别。
三、教学难点：1、闭环控制系统的基本组成和工作过程；2、开环控制系统和闭环控制系统的比较和区别。
四、教学内容：本节教学内容是地质版《技术与设计2》第四单元第二节“控制系统的基本组成和工作过程”。
这节包含“控制系统基本组成”、“开环控制”和“闭环控制”等三个内容。
它是学生在学习控制在我们的生活和生产中的应用后，进一步学习有关控制系统的基本组成、工作过程以及两种重要的控制系统：开环控制和闭环控制，并熟悉它们工作原理和作用。
本节的教学除了继续加深对技术与设计的知识深度和技能程度外，更是培养技术思想和方法的很好的平台和载体。
因此，应多贴近学生生活经验出发，从实例分析入手，让学生通过对相关典型控制应用案例的深入分析，引导学生对控制系统的生活生产应用分析，进而熟悉控制系统的基本组成和工作过程，通过对开环和闭环控制基本组成和其工作机理的学习，进而掌握和理解这两种控制方式的重要作用，并能绘制简单开环控制系统和闭环控制系统的方框图。
五、学习对象：学生在前面的学习中已经学习和分析了控制在生活生产中的应用，获得了有关控制及其应用的初步感性认识和体验，但是对控制系统的基本组成和工作过程还缺乏了解，对控制系统的简单分类还一知半解，他们对进一步了解控制系统的知识是有探究的欲望的。
结合具体生活中的控制系统的应用案例分析，进一步分析控制系统案例中控制是如何工作的，以及有怎样的工作方式，是学生学习的最近发展区。
闭环控制系统的工作过程与方式
闭环控制系统的⼯作过程与⽅式闭环控制系统的⼯作过程与⽅式闭环控制系统的⼯作过程与⽅式⼀、教学⽬标1.知识与技能（1）了解闭环控制系统的基本组成和⼯作过程，了解⽅框图的基本构成。
（2）熟悉闭环控制系统在⽇常⽣活中的应⽤。
2.过程与⽅法（1）通过制作⾃动抽⽔控制系统，亲⾃探究、体验闭环控制系统的⼯作过程与⽅式，提⾼动⼿实践及分析问题的能⼒。
（2）通过⽐较分析，逐步形成理解和分析闭环控制系统的⼀般⽅法，提⾼⾃主学习的能⼒。
3.情感态度与价值观（1）通过对闭环控制系统制作与探究，养成善于探索，敢于创造的优良品质。
（2）利⽤所学知识解决⽣活中的技术问题，激发学习兴趣，引发探究欲望，提⾼学习的⾃信⼼。
⼆、教学重点理解闭环控制系统的基本组成及⼯作过程三、教学难点1.⽔位检测抽⽔控制系统的制作2.闭环控制系统的基本组成及⼯作过程四、教学⽅法讲授法、逆推分析法，探究法，讨论法，任务驱动法五、设计思想1.教材分析本课教学内容为苏教版《技术与设计2》第四单元“控制与设计”的第⼆节“控制系统的⼯作过程与⽅式”。
在学⽣学习了开环控制系统的基础上学习闭环控制系统的。
上节课学⽣已经学习了开环控制系统，对系统的基本组成和⼯作过程已经了解，这节课主要是让学⽣接触闭环控制系统，在探究、对⽐、分析中掌握闭环控制系统的相关知识。
通过本节课学习，能培养和提⾼学⽣的技术素养，激发学⽣学习技术的兴趣，能切⾝体会⽣活中的技术以及技术在⽣活中的应⽤。
2.学情分析学⽣已经学习了开环控制系统的基础知识和系统、控制等基本概念，学会⽤系统⽅框图表达开环控制系统的⼯作过程，具有观察和使⽤简单控制系统的⽣活体验，这些已知知识和经验为教学中提供了条件，同时也为本节顺利进⾏闭环控制系统的学习提供了可能。
3.教学策略（1）让学⽣⾃发地、主动地探究、学习。
本课教学中利⽤⽣活中的问题激发学⽣的探究欲望，引导学⽣⾃发地把⽣活中碰到的问题⽤闭环控制系统解决。
（2）⽤逆推法分析，先探究体验闭环控制系统的⼯作过程以及基本组成，再推出概念，循序渐进，学⽣更容易接受。
测控电路课后习题答案
第一章绪论1-1测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。
在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。
测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。
1-2影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？影响测控电路精度的主要因素有：（1）噪声与干扰；（2）失调与漂移，主要是温漂；（3）线性度与保真度；（4）输入与输出阻抗的影响。
其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。
1-3为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面？为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。
它包括：（1）模数转换与数模转换；（2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。
幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换；（3）量程的变换；（4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等；（5）对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。
1-4测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响？试述模拟式测量电路与增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。
随着传感器类型的不同，输入信号的类型也随之而异。
主要可分为模拟式信号与数字式信号。
随着输入信号的不同，测量电路的组成也不同。
图X1-1是模拟式测量电路的基本组成。
传感器包括它的基本转换电路，如电桥，传感器的输出已是电量（电压或电流）。
根据被测量的不同，可进行相应的量程切换。
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发射
脱落
分离
入星
降落Βιβλιοθήκη 登陆勘测发回的人形图片
设计意图
对科技 的兴趣
爱国情怀
育人德为首，立世品当先。 作为一名教育者应始终把培养 未来公民健全的人格，高尚的灵魂 作为教育的第一要务。
自动门
红外水龙头
电子门铃的自动控制系统
1.什么是控制系统？
输入
输出
控制系统
任何一种控制的实现，都要通过若干 个环节共同实现，这些环节所涉及的装置 就构成了一个系统，称为控制系统。控制 系统的输出和输入之间有一定的对应关系。
解决问题 的能力
第二方面
第三方面
改变学生的学习方式，培养学生 发现问题、研究问题、解决问题的能 力，已经成为当前教育改革所共同关 注的焦点，也是各科教学所面临的共 同任务。
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能力目标
教师通过案例分 析，引导学生思考相 关概念，积极参与活 动，会分析现实生活 中的实例，能进行简 单的控制设计并积极 评价。
情感目标
学生能理解控制 在日常生活中的作用， 积极参与设计分析， 从中体验控制系统的 美感，会欣赏自己设 计的控制系统并对设 计控制系统产生热爱 之情。
重点、难点分析
重点
本课教学内容，从学生生活经验出发，从实例 分析入手，归纳出对控制系统的一般认识，通过对 开环和闭环控制系统的基本组成和工作机理的学习， 进而掌握和理解这两种控制方式的重要作用。
教学目标
知识目标
1．分析典型案 例，熟悉简单的开环 控制系统的基本组成 和工作过程。
2．熟悉闭环控 制系统的基本组成， 能画出一个简单的闭 环控制系统的方框图。
教学方法
四
环
总结与评价
节
探
辨析与研讨
究
式
学生自主探究
教
学
创设问题情境
策
略
对比法
案例分析法
教
试验探索法
学
方
法
小组合作法
多媒体辅助教学
教学过程
课堂导入
火星探测器“勇气号”于2003年6月发射升空，截止到去 年已经在火星上工作了六年之久。 “勇气号”在火星上工 作期间发回数千张火星照片，并让科学家根据岩石找到火星 历史上是一个更为湿润和温暖的星球的证据。
开环控制系统、闭环控制系 统的方框图及工作原理。
难点
控制系统在生活、生产中的 应用及案例分析。
学情分析
学生在前面的章节中已经学习和分析了控 制在生活生产中的应用，获得了有关控制及其 应用的初步感性认识和体验，但是对控制的基 本工作方式和工作机理还缺乏了解，他们对进 一步了解控制系统的知识是有探究的欲望的。
设计意图
良好的学 习氛围
成就感
贴鼻子游戏的控制过程与方式
鼻子应在 的位置
大脑
手
鼻子
鼻子实际 贴的位置
2、开环控制系统
控制系统的输出量不对系统 的控制产生任何影响，这种控制 系统称为开环控制系统。
输入量
控制器
控制量
执行器
被控 对象
输出量
画出“勇气号”火星探测器 遇到石头可自动绕行这一控制 系统的方框图。
3、闭环控制系统
把系统的输出量返回到输入端并 对控制过程产生影响的控制系统称为 闭环控制系统。
给定量
＋
比较器 －
控制器
控制量
被控量
执行器
被控 对象
检测装置
画出蔬菜大棚中恒温控制系 统的方框图。
家中有粮，心中不慌。
科学技术是实现传统农业 向现代农业转变的第一位变革 力量。
开环与闭环控制系统的比较：
控制系统的工作过程与方式
河北正定中学 裴朝霞
1
说教材
2
说学情
3
说教法
4
说教学过程
教材分析
本节内容是有关“控制系统的工作过程与方式” 的学习和掌握，主要包含“控制系统”、“开环控 制”和“闭环控制”三个部分内容。
生活中不乏简单控制系统的应用，人们对此往 往象看待日出日落一类自然景色般的习以为常。本 部分内容的学习，正是要引导学生，从技术的角度、 用控制的思维看待周围的存在，分析其道理。
开环控制：结构、原理简单。 信息从输入端到输出端仅一条路径。 最大缺点控制精度不高。
闭环控制：结构较复杂。 信息流经的途径有两条，有反馈。 有较高的精度和较强的抗干扰能力。
讨论：
找出我们生活中 关于控制的例子，并 提出改进方案使其可 以更好的满足我们的 生活需要。
设计意图
理论联 系实际
第一方面
创新意识