【K12学习】第四单元《控制与设计》知识点归纳
必修2第四单元 控制与设计
考点6
控制系统的方框图 高考档案
考点解读 本考点往往不考点5结合考查， 也是本章内容的考查重点。 控制系统的方框图既反映了控制系统的 组成，同时也能够直观地反映控制过程 的工作原理。
历次浙江高考第25题 2012年3月合卷版技 术试题第15题
考点7
控制系统的干扰因素 高考档案 2008年10月浙江高考 第19、25题 2009年3月浙江高考 第19题 2009年9月浙江高考 第25题 2011年3月浙江高考 第19题 2011年9月浙江高考 第20题
【例1】(2011年3月浙江省高考)如图所示为一款具有保温功能 的电水壶，按下保温按钮，能将水温保持在设定值，该保温控 制系统的控制手段和控制方式属于( ) A．自动控制、闭环控制 B．自动控制、开环控制 C．手动控制、闭环控制 D．手动控制、开环控制
【答案】 A 【解析】 该控制系统能将水温保持在设定值，这说明当水温 达不到设定值时，启动加热功能；当水温达到设定值时，电水 壶自动断电，停止加热。这说明实际水温通过检测器的检测返 回输入端影响控制过程，属于闭环控制。在整个控制中都是不 需要人直接参与，为自动控制。控制方框图如下：
【答案】 【解析】A 本题 Nhomakorabea查控制系统分析。被控对象应为蜂鸣器。
考点5
闭环控制系统的基本组成和工作过程
考点解读 高考档案
本考点的分值比例在5分以上，主观题和客观题均 会出现，重点考查闭环控制系统的基本组成。 1．闭环控制系统是指在系统的输出端不输入端之 间存在反馈回路，输出量对控制过程产生影响的 控制系统。 2．开环控制不闭环控制的比较 ①闭环控制系统能够对被控量的偏差进行调整不 补偿，不开环相比，它的控制精度高，能够比较 有效地克服外界干扰，但结构复杂，成本较高。 ②开环不闭环都可能有检测装置，开环的检测装 置(传感器)是检测输入信号，而闭环的检测装置检 测的是输出信号。 ③无论闭环控制还是开环控制，都会受到干扰因 素的作用
2024高考通用技术基础知识复习必修2第4单元控制及其设计课件
2.方框图中各环节的含义 (1)输入量:控制系统的给定量; (2)控制器:对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件; (3)执行器:直接对被控对象进行控制的装置或元件; (4)控制量:执行器的输出信号; (5)被控对象:控制系统中所要控制的装置或生产过程; (6)输出量:控制系统所要控制的量,也是控制系统的输出信号。
A.卷绕圈数的变化会引起电机转速变化,属于干扰因素 B.反馈信号是编码器测得的电机转动信号 C.控制量是变频器输出电流的频率 D.输出量是电机实时转速 解析 卷绕圈数的变化会引起电机转速变化,这个是改变了电机的应有转 速,是属于改变输入量,所以不属于干扰因素。
典例 2
浇铸机结晶器钢水液位控制系统示意图如图所示。浇铸时,中间包持续向 结晶器内浇注钢水,钢水在结晶器内冷却结晶后被拉坯装置拉出形成钢坯。 结晶器内钢水液位的稳定和高低,直接影响钢坯的质量和产量。钢水液位 波动引起电涡流传感器与液面之间的间隙产生变化,从而引起电涡流信号 变化,液位仪根据信号的大小计算出实际液位,送至PLC与液位设定值比 较,PLC根据比较差值通过驱动器控制电动缸运动,带动塞棒升高或降低,改 变中间包浇注口的大小,调节流入结晶器内钢水的流量,从而使液位稳定在 一定范围内。该控制系统中,对结晶器钢水液位控制精度没有影响的是
问题详解·释疑惑
典例1 典例2 典例3
结合具体案例对控制系统进行工作 过程原理分析
对控制系统的某个具体概念进行辨 析理解
从设计者的角度对控制系统进行设 计或优化分析
典例 1
(2022年浙江1月学考)如图所示,自动扶梯上 行控制系统示意图。红外传感器检测到乘 客进入扶梯时,控制器控制电动机拖动扶梯 快速运行,乘客离开后,扶梯慢速运行。关于 该控制系统,下列说法正确的是( D ) A.红外传感器起反馈作用 B.被控对象是电动机 C.执行器是扶梯 D.控制方式属于开环控制
控制与设计通用知识点
控制与设计通用知识点控制与设计是工程领域中的重要概念，它们在各种不同的领域和行业中都有着广泛的应用。
本文将介绍一些与控制与设计相关的通用知识点，旨在帮助读者更好地理解和应用这些概念。
一、控制系统控制系统是指通过对被控制对象的监测和调节，以满足特定要求的系统。
它由输入、处理和输出三个基本组成部分构成。
控制系统的输入可以是传感器采集到的数据，处理单元对这些数据进行加工和计算，最终产生输出信号来调节被控制对象。
二、反馈与前馈在控制系统中，反馈和前馈是两种基本的控制策略。
反馈控制是通过监测被控制对象的状态或输出信号，并将其与期望值进行比较，从而对输入信号进行调整。
前馈控制则是通过预测被控制对象的未来行为，提前对输入信号进行调整，以消除干扰或改善系统性能。
三、PID控制PID控制是一种常用的反馈控制策略，它通过比较被控制对象的实际输出和期望输出来调整控制器的输出信号。
PID控制器的输出是由比例项、积分项和微分项三个部分组成。
比例项是根据实际输出与期望输出之间的差异来调整输出信号的大小；积分项则用于对系统的稳态误差进行补偿；微分项则根据系统输出的变化率来调整输出信号，以提高系统的响应速度和稳定性。
四、控制器的设计控制器的设计是控制系统中的关键一步。
在设计控制器时，需要考虑系统的特性、控制要求和可行性等因素。
常用的控制器设计方法包括经验设计、传统设计和现代控制设计方法。
经验设计是基于工程师的经验和专业知识，通过试错和调整来获得控制器的参数。
传统设计方法则是利用数学模型和分析方法进行控制器参数的计算和优化。
现代控制设计方法则是利用先进的控制理论和工具，如模糊控制、神经网络和遗传算法等，来设计和优化控制器的性能。
五、模型与仿真在控制系统的设计和分析过程中，模型和仿真是非常重要的工具。
模型是对被控制对象和控制器进行描述和分析的数学表示，它可以是线性或非线性、时变或时不变的。
仿真则是利用计算机对控制系统进行模拟和实验的过程，可以帮助工程师验证和优化控制系统的性能，减少实际试错的成本和风险。
控制与设计知识点
控制与设计知识点控制与设计是计算机科学和工程中关键的知识点，它们在软件开发、系统设计和信息技术领域扮演着重要的角色。
本文将探讨控制与设计的一些基础概念，包括控制流、数据流和软件设计原则等。
一、控制流控制流是指计算机程序中指令执行的顺序和路径。
常见的控制流结构有顺序结构、条件结构和循环结构。
顺序结构是指程序按照指定的顺序逐条执行，没有条件或循环语句进行控制。
条件结构是基于条件判断的控制结构，根据判断结果执行不同的代码块。
常见的条件结构语句有if语句和switch语句。
循环结构是根据指定条件重复执行一段代码块，直到条件不满足为止。
常见的循环结构语句有for循环、while循环和do-while循环。
二、数据流数据流是指数据在程序中的传递和处理流程。
它可以分为控制流和数据依赖两种类型。
控制流数据依赖是指程序中的条件语句和循环语句对数据流的影响。
条件语句可以改变数据流的路径，而循环语句可以对数据进行多次处理。
数据依赖是指程序中的数据流依赖关系。
一个语句的结果可能会被其他语句所依赖和使用，形成数据流的传递和处理。
三、软件设计原则软件设计原则是指在软件开发过程中应当遵循的一些基本原则。
这些原则可以提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。
1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle）：一个类或模块只负责一项职责。
2. 开放封闭原则（Open Closed Principle）：软件实体应该对扩展开放，对修改封闭。
3. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）：子类型必须能够替换掉它们的父类型。
4. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）：应该为客户端定制专门的接口，而不是使用一个通用的接口。
5. 依赖倒置原则（Dependence Inversion Principle）：高层模块不应该依赖于底层模块，两者都应该依赖于抽象。
会考通用技术-必修二《第四章 控制与设计》学习材料
必修二《第四章控制与设计》学习材料学习目标和要求：⒈积极观察生活，能从生活中所遇到的和所观察到的事物中识别各种受控现象和受控过程，理解控制的含义。
⒉能够分析典型的案例，了解手动控制和自动控制，熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
⒊通过案例分析，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，熟悉反馈环节的作用。
⒋通过案例分析，找出并分析影响简单控制系统运行的主要干扰因素，了解功能模拟方法和黑箱方法在控制系统中的应用。
⒌结合一定的案例，了解简单的被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量，划出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计方案。
⒍能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置，或根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。
（导入）：我国古代有一种靠风力来推动的风磨，当风力强的时候，磨盘就转得快，当风力弱的时候，磨盘就转得慢。
那么，怎样才能根据风力的大小，往磨盘上添加谷物呢？对此，人们设计了一个漏斗：当风磨转动慢的时候，这个漏斗会自动地缩小漏口，使少量的谷物流进磨盘；当风磨转动快的时候，这个漏斗会自动地张大漏口，让较多的谷物流进磨盘。
这个巧妙的漏斗在今天看来，是一个古老的控制装置，体现了人们认识并利用控制现象的久远。
事实上，控制并不是人类的天外来客，它渗透在我们生产和生活的方方面面。
理解控制、善于控制，已经成为我们每个人日常生活中不可或缺的基本能力。
一、控制及控制系统1 控制人们根据自己意愿或目的，通过一定的手段，使事物沿着某一确定的方向发展，就形成了控制（control）。
这里所说的手段就是控制技术。
如：射手通过瞄准使箭射中靶心；人们通过电冰箱获得适当的温度，使食物能够长期存放；先进的生产流水线通过计算机的指挥实现自动化生产等。
注意：理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。
优品课件之第四单元《控制与设计》第一节---控制的手段及应用doc资料
第四单元《控制与设计》第一节---控制的手段及应用第四单元《控制与设计》第一节---控制的手段及应用.ppt第四单元控制与设计第一节控制的手段及应用一、教学内容分析：本节内容是苏教版《技术与设计2》第四单元第一节“控制的手段与应用”，主要内容有“控制的手段”、“控制的应用”，其中控制的应用在《控制与设计》这一单元中具有较重要的地位和作用，要求学生能从应用的角度来理解控制的含义。
通过案例的分析，归纳出对控制的认识，学会用整体的、互相联系的观点解决实际生活中的问题。
本节内容有助于提高学生的观察能力和分析能力，在日常生活中有广泛的应用，并且为后续的教学内容�D�D“控制系统的设计”作准备，有着承上启下的作用。
本节内容："1.控制的手段"、 2. "控制的应用"二、教学对象分析：学生已具有了流程与系统的基本理念，具有了观察和使用简单控制系统的生活体验，这些知识和经验为教学提供了条件，结合教材的深入讲解，学生不会感到知识的跳跃性过大。
三、目标：1.知识与技能：1、理解控制的含义。
2、了解控制的手段。
3、理解控制在生产和生活中的应用。
2.过程与方法：通过视频导出新课，通过案例分析和课堂讨论理解控制的含义和了解控制的手段，并知道控制的应用。
3.情感态度价值观：通过对控制现象的分析，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。
形成认真严谨的态度，一定的创新精神和实践能力，进而树立正确的设计理念。
四、教学重难点：1.教学重点：（1）理解控制的含义，理解手动控制与自动控制。
2.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"。
五、教学概述：1.通过对典型案例的分析与讨论，让学生了解控制的含义及其在生活、生产中的作用。
2.组织学生阅读、讨论、分析，知道如何从生活中所遇到的和所观察到的事物中识别出各种受控对象。
2课时。
技术与设计2第四章 控制与设计
第四章 控制与设计致同学们：本章知识点是技术课程中最重要的考点之一，也是最难的，几乎每年的高考题都会考查到此章内容，所以同学们在学习本章知识的时候，要严格按照老师设定的目标、要求进行学习，老师所列举的例子要弄透彻，习题要弄明白，切不可疏忽大意。
一、控制的概念（理解）：人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，就形成了控制，这里所说的手段就是控制技术。
现代控制技术通常是指自动控制技术。
二、典型控制系统系统分析（透彻理解其过程）：1．自动门（是开环控制系统，要熟悉）：自动门的动作过程：当门口没有人时，门是关着的；当有人来到门口时，门打开；当人离开门口后一段时间，门又关闭。
自动门的功能：（1）无人时，常关；（2）有人时，开门。
技术要求：（1）当人距门1m 时，门即打开；（2）门打开后，延时10s 后关门。
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1m ）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（这里的电动机叫做执行器，也称为驱动器）；（3）电动机根据传来的开门信号转动，门被打开（这里的门叫做被近代对象，也称为控制对象，简称对象）；（4）控制器保持开门信号延时（如10s ）后，自动发出关门信号，电动机反转，门重新关闭。
用图表示如下：在上图中，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）。
在这里，有人，就是有了一种信号。
它作用于传感器，便是通过传感器给系统以输入。
这种输入信号、输入作用，我们称为输入。
系统在输入的作用下，被控对象（这里指自动门）对输入产生相应的响应。
如有人时，门就被打开。
门打开，就是输入信号、输出作用，简称输出。
高中通用技术：第四章 控制与设计 教案
第四章控制与设计〔一〕本章重点知识阐述：（1）控制是人们根据自己的目的，通过一定的手段，使事物沿着某一确定的方向发展。
这里所说的手段就是控制技术。
（2）简单的控制系统由两部分组成，即被控对象和控制装置。
其中的控制装置，包括传感器、控制器、执行器等环节，对于闭环系统来说，还包括反馈环节和比较环节。
（3）闭环控制系统是信息流经一个闭合环路，在其系统中将输出信息反传给比较环节的做法，称之为反馈。
开环控制系统是信息总是自输入端单向传至输出端，不存在信息逆向流动，也就不存在闭环。
（4）干扰就是控制系统的外部环境或条件对系统的工作准确性产生的影响，这种影响越小越好。
分析一个控制系统的干扰因素要分析控制系统易受到其外部环境或条件中的哪些因素的影响。
（5）控制系统的运行调试通常有以下几方面的内容，即：系统的试运行、系统参数的调整、其他问题的发现与解决。
〔6〕控制系统的评价与优化通常有以下几个方面内容，即系统方案的评价与优化，系统制作水平的评价与优化，系统的总体评价与优化等。
〔二〕基础知识再现：1、信息流经一个闭合环路，这类系统称之为。
此系统中将输出信息反传给比较环节的做法，称之为。
2、闭环控制系统与开环控制系统，是两类不同的系统。
从构成形式上看，二者的不同表现为。
从本质上讲，二者的不同在于。
3、简单的控制系统由两部分组成，即和。
其中的控制装置，包括传感器、控制器、执行器等环节，对于闭环系统来说，还包括环节与环节。
4、开环控制系统的结构和原理比较简单，信息从输入端传到输出断，仅有一条路径。
它的最大缺点是不高；闭环控制系统的结构较为复杂，信息流经的路径有两条，它可以有较高的和较强的性能。
5、控制系统框图中，信息流经的路径叫做，对于闭环控制系统来说，有两个基本通道，那就是和。
6、在控制系统中，将控制器的信号转换成能影响被控对象的信号的装置，称为。
7、在人体温度控制系统中，皮肤相当于。
8、就是控制系统的外部环境或条件对系统的工作准确性产生的影响。
控制与设计知识点总结
控制与设计知识点总结控制与设计是指在各种工程领域中，对于系统的控制和设计过程进行总结和归纳。
在实际的工作中，掌握控制与设计的相关知识点是非常重要的。
本文将对控制与设计的一些常见知识点进行总结和概述，以帮助读者更好地理解和应用这些知识。
一、控制与设计概述控制与设计是指根据系统的需求，对系统进行设计和控制的过程。
它包括对系统的建模、分析、设计和实现等各个方面。
控制与设计可以应用于各种不同的领域，如机械、电子、自动化等。
二、控制与设计的基本原理1. 反馈控制原理：反馈控制是指通过对系统输出的监测和比较，根据差异来控制系统的输入，以达到预期的系统响应。
反馈控制的核心思想是通过进行反馈，不断调整系统的输入，使系统达到期望的状态。
2. 系统建模与分析：对于一个待控制的系统，首先需要进行系统的建模和分析。
系统建模是指根据系统的特性和需求，把系统抽象成数学模型。
系统分析是指对系统模型进行分析，推导出系统的特性和行为。
3. 控制器设计：控制器设计是指根据系统的特性和需求，设计一个合适的控制器，以实现对系统的控制。
常见的控制器设计方法有比例积分控制器（PI控制器）、比例积分微分控制器（PID控制器）等。
4. 信号处理与滤波：信号处理与滤波是控制与设计中重要的一个环节。
通过对系统输入信号进行处理和滤波，可以减小系统中的干扰和噪声，提高系统的抗干扰能力和稳定性。
三、控制与设计的应用领域1. 机械控制与设计：机械控制与设计是指在机械工程领域中，对机械系统进行控制和设计的过程。
它涉及到机械系统的动力学、运动规划、运动控制等方面。
2. 电子控制与设计：电子控制与设计是指在电子工程领域中，对电子系统进行控制和设计的过程。
它涉及到电子系统的信号处理、电路设计、电子元器件选型等方面。
3. 自动化控制与设计：自动化控制与设计是指在自动化工程领域中，对自动化系统进行控制和设计的过程。
它涉及到自动化系统的建模、控制算法设计、控制器配置等方面。
高中控制与设计的知识点
高中控制与设计的知识点【高中控制与设计的知识点】高中控制与设计是一门重要的学科，它涵盖了电子技术、计算机编程和物理知识等多个领域。
在现代工业和科技发展中，控制与设计的应用广泛，所以对于学习和掌握相关知识点显得尤为重要。
本文将就高中控制与设计的知识点进行详细论述。
一、数字电路基础知识数字电路是控制与设计中的基础，它由数字信号传输和数字逻辑门电路两大部分组成。
在学习数字电路时，我们需要了解与之相关的数制转换、二进制加法与减法、逻辑代数等知识点。
此外，数字电路中还有多种常用的逻辑门，比如与门、或门、非门、与非门、异或门等，它们在电子技术中有着广泛的应用。
二、单片机原理与应用单片机是控制与设计中不可或缺的一部分，它是一种将微处理器集成在一块芯片上的计算机系统。
学习单片机原理时，我们需要了解单片机的内部结构和工作原理，以及基于单片机的程序设计和接口技术。
常见的单片机有基于51系列的常见型号，如AT89C51、AT89S51等。
三、传感器与执行器传感器与执行器是现代控制与设计中的重要组成部分。
传感器可以将物理量转换为电信号，比如温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等。
而执行器则可以将电信号转换为物理动作，比如电机、蜂鸣器、继电器等。
学习传感器与执行器时，我们需要了解它们的种类、特性以及接口电路的设计与应用。
四、电子技术与电路设计电子技术与电路设计是控制与设计的核心内容之一。
学习电子技术时，我们需要了解电子元件的特性和参数，比如电阻、电容、电感等。
此外，还需要学习电路的基本原理和分析方法，包括串联电路、并联电路、交流电路等。
在电路设计中，我们需要运用电子元件和电路知识来解决实际问题，实现各种功能的电路设计。
五、控制系统基础知识控制系统是控制与设计中的重点内容，它是以反馈原理为基础，对被控对象进行监测和调节的系统。
学习控制系统时，我们需要了解闭环控制和开环控制的原理与区别，掌握传递函数和稳定性分析等基本方法。
同时，还需要学习PID控制和模糊控制等常见的控制方法及其应用。
控制与设计知识点归纳
控制与设计知识点归纳《控制与设计》知识点一：控制的手段与应用1.控制的手段⑴控制的含义：案例分析：大禹治水P96人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。
理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。
例如：人力三轮车转弯过程中的方向控制问题，其控制的对象就是人力三轮车，控制的目的是为了改变三轮车行驶的方向，控制的手段是骑车人通过双手转动车把，改变前轮的方向并带动后轮。
⑵控制的手段：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。
人工控制是在人的直接干预和全程干预下进行的。
人工控制又称手动控制。
自动控制是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。
按执行部件的不同，控制可分为机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等。
案例分析：从手摇扇到空调器P982.控制的应用控制应用到生活中，提高了人们的生活质量，人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境，使之满足人们的需要。
生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了极为广泛的应用。
控制在军事、国防等领域也有着广泛的应用。
《控制与设计》知识点二、控制系统的工作过程与方式1.控制系统案例分析：自行车行驶的速度控制的实现P102案例分析：电风扇的风速控制的实现P102任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节构成一个系统，我们称之为控制系统。
一般的控制过程都有一个输入和一个输出，控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。
控制系统一般分为开环控制系统和闭环控制系统。
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，这种控制系统为开环控制系统。
开环控制系统在日常生活中用途很广。
如十字路口的红绿灯定时控制系统、楼宇的防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统等。
案例分析：自动门的控制系统P103在控制系统中，为了分析的方便，常采用方框来表示系统的环节，用单向信号线来表示系统信号传递的方向，这种图称为控制系统的方框图，它表示了系统的各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。
《控制与设计》领域知识点.
《控制与设计》领域知识点一、内容结构图二、知识点（一）控制的含义1．控制的含义：人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望目标发展。
2．列举控制事例：射手通过瞄准，使箭射中靶心；通过电冰箱获得适当的温度；生产流水线实现自动化生产。
3．控制现象的三个特性：控制对象控制手段控制目的人力三轮车转弯控制：三轮车人转动车把改变三轮车行驶方向电风扇转速快慢控制：电风扇换转速挡位调节扇叶转动速度4．手动控制：控制过程是在人的直接干预和全程干预下进行的。
如：辘轳提水；用气筒给轮胎充气；自行车刹车。
自动控制：控制过程是在无人直接参与下进行的。
如：电梯上下运行控制；自动门的控制。
5．控制的应用生活：空调器控制房间温度；自动存款机对存取款项目的控制；红外线自动水龙头。
生产：汽车装配生产线自动控制；农田节水灌溉控制；（二）简单控制系统的分析1．控制系统都需要通过若干个环节，输入和输出之间有一定的对应关系。
游泳池注水控制系统：红外线自动水龙头控制系统:自动门控制系统自动升国旗控制系统2．开环控制系统：输出量对系统的控制不产生任何影响的系统。
举例：红绿灯定时控制系统；防盗报警系统；火灾报警系统；音乐喷泉控制系统。
结构框图被控对象：要控制的对象输出量(被控量)：被控对象输出信号执行器：直接对被控对象进行控制的装置控制量：执行器的输出信号控制器：处理输入信号并发出控制命令输入量：即是给定量3．闭环控制系统：输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统。
闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控量的偏差。
结构框图是比较器，它将给定量与反馈的被控量进行比较，求出偏差量。
反馈环节：将输出量通过适当的检测装置返回到输入端与输入量进行比较。
几种闭环控制系统的结构框图一种水箱水位控制系统房间/电冰箱等温度自动控制系统5．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。
设定(输入)()(输入)设定(输入)输入量输出量×控制与设计控制系统开环控制系统闭环控制系统干扰因素和反馈被控量被控量。
教学课件第四单元控制与设计
进水 阀门
游 泳 池
水流量
水位 高度
定 时 器
比较器
检测装置
设定水位
控 制 器
水箱液位控制系统：
控制量
控制 器
执行 器
被控 对象
检测装置
设 定 量
被 控 量
单击此处添加副标题，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。您的内容已经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表述；但请您尽可能提炼思想的精髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。正如我们都希望改变世界，希望给别人带去光明，但更多时候我们只需要播下一颗种子，自然有微风吹拂，雨露滋养。恰如其分地表达观点，往往事半功倍。当您的内容到达这个限度时，或许已经不纯粹作用于演示，极大可能运用于阅读领域；无论是传播观点、知识分享还是汇报工作，内容的详尽固然重要，但请一定注意信息框架的清晰，这样才能使内容层次分明，页面简洁易读。如果您的内容确实非常重要又难以精简，也请使用分段处理，对内容进行简单的梳理和提炼，这样会使逻辑框架相对清晰。
减压阀气压自动控制系统
10.家用燃气减压阀的燃气气压控制系统：
设定 状态
（①▲） ESP电路
执行器 （②▲）
（④▲） 前后轮胎
（⑤▲） 实际 状态
控制量 （③▲）
检测装置 （⑥▲）
15．ESP(车身稳定控制系统)作为车辆的辅助控制系统，它可以对因猛打方向盘或者路面湿滑而引起的侧滑现象进行控制。当侧滑传感器检测出车辆侧滑时，电子系统通过制动系统自动对各车轮的制动。
开关
亮或 灭
控制 电路
灯
闭或 断
10.路灯声光自动控制系统:
技术与设计1复习笔记课件必修二第四单元复习
1、控制目的、对象、手段（P97）
2、人工（手动）、自动控制（P98）
3、开环控制系统： 信号单向传递、无反馈、无比较
输入量 控制器
执行器 控制量被控对象 输出量
（1）定时类开环： 通过设定××时间，得到不同类型
的输出量。
×××
设定的 ××时间
水位高低 灯的亮灭 铃声响停 温度高低
干扰（P108）除输入量（给定值）以外，引 起被控量变化的各种因素。
5、开环、闭环的区别、判断：
控制过程 有无检测？
无
开环（定时类）
有 ①检测什么(量)？ 是否同 ②想控制什么(量)？ 种量？
有检测 无反馈
ห้องสมุดไป่ตู้否是
开环 闭环 (感应类)
6、功能模拟方法（P114） （1）模拟生物：仿生学 （2）模拟人脑：智能化
……
（2）感应类开环：
通过各类传感器检测输入量，得到
不同类型的输出量。
×××
××装置 检测到
××信号
门的开关 水的流停 灯的亮灭 报警铃声
……
4、闭环控制系统：
信号循环比较、不断反馈实现精确控制，抗干
扰能力强，成本略高。
比较器
给定 量
控制器
执行器 控制量
被控 对象
被控 量
检测装置
反馈（P110）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。
7、黑箱方法（P115） 通过研究输入、输出，推断内部结
构和功能。
【教育学习文章】第四章《控制与设计》第一节---了解控制
第四章《控制与设计》第一节---了解控制www.5y课题：第四章控制与设计第一节了解控制宁夏育才中学刘明一、教学内容分析《了解控制》是广教版通用技术必修模块《技术与设计2》第四章控制与设计第一节了解控制的内容。
本节是控制与设计的了解性内容，是学习控制与设计全章的导入和基础。
让学生通过身边的例子，了解控制的涵义，并对控制的一般性分类有一个基本的认识，同时感受控制技术与生活、生产的密切关系。
二、学生分析通过近一学期的学习，学生对通用技术课有了更进一步的认识，分析、探讨、小组合作能力得到了提高，技术与设计2中，结构与设计、流程与设计、系统与设计、控制与设计4个相对独立的专题内容的学习，进一步提高了学生的技术素养，使学生掌握了一些技术设计思想和方法，学生的认知能力由浅入深，得到了提高。
本节课内容相对比较简单，主要是调动学生对控制及其设计的兴趣，引起他们的重视，激发他们的学习热情，初步掌握控制及其设计的思想和方法。
三、设计思路课时1：在本节的教学中，采取实例教学，从日常生活入手，给出一些日常生活中的行为等图文，让学生感受什么是控制以及体会控制普遍存在于当今社会的各个方面，逐步引导学生了解控制的涵义，即：人们按照自己的意愿和目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。
明确其含义后，对控制的含义进行分析，指出要点：控制的对象、控制的目的、控制的手段。
小组分析讨论教师提供的讨论分析表，对例举的控制进行过程的描述，巩固对控制的认识。
小组讨论分析：以课本p101—103例1，例2，例3为讨论对象，学生前后桌以小组为单位分析、讨论，并完成课本p103的3个讨论议题，把知识转化为对生活实例的分析应用上。
简单介绍控制的历史，激发学生学习兴趣。
小结前半段知识内容，提高认知能力。
课时2：复习回顾，巩固前知，为后续学习做准备。
做两个游戏：点鼻子、画脸型和忍者神镖游戏，学生讨论、分析游戏的控制过程，引导学生明确开环控制、闭环控制的含义，强调闭环控制中反馈环节的重要性。
《控制与设计》学习材料(2021整理)
必修二《第四章控制与设计》学习材料学习目标和要求：⒈积极不雅察生活，能从生活中所遇到的和所不雅察到的事物中识别各种受控现象和受控过程，理解控制的含义。
⒉能够阐发典型的案例，了解手动控制和自动控制，熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的根本组成和简单的工作过程。
⒊通过案例阐发，能画出一个简单的闭环控制系统的方框图，理解此中的控制器、执行器的作用，熟悉反应环节的作用。
⒋通过案例阐发，找出并阐发影响简单控制系统运行的主要干扰因素，了解功能模拟方法和黑箱方法在控制系统中的应用。
⒌结合必然的案例，了解简单的被控对象的根本特性，能确定被控量、控制量，划出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计方案。
⒍能按照开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置，或按照简单闭环控制系统的方案进行模拟实施，学会调试运行，提出改良方案。
〔导入〕：我国古代有一种靠风力来鞭策的风磨，当风力强的时候，磨盘就转得快，当风力弱的时候，磨盘就转得慢。
那么，怎样才能按照风力的大小，往磨盘上添加谷物呢？对此，人们设计了一个漏斗：当风磨动弹慢的时候，这个漏斗会自动地缩小漏口，使少量的谷物流进磨盘；当风磨动弹快的时候，这个漏斗会自动地张大漏口，让较多的谷物流进磨盘。
这个巧妙的漏斗在今天看来，是一个古老的控制装置，表达了人们认识并操纵控制现象的长远。
事实上，控制并不是人类的天外来客，它渗透在我们出产和生活的方方面面。
理解控制、长于控制，已经成为我们每个人日常生活中不成或缺的根本能力。
一、控制及控制系统1 控制人们按照本身意愿或目的，通过必然的手段，使事物沿着某一确定的标的目的开展，就形成了控制〔control〕。
这里所说的手段就是控制技术。
如：射手通过对准使箭射中靶心；人们通过电冰箱获得适当的温度，使食物能够持久存放；先进的出产流水线通过计算机的指挥实现自动化出产等。
注意：理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采纳什么控制手段。
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第四单元《控制与设计》知识点归纳
一、控制的手段与应用
一、
二、
、
2、
3、
、控制的含义：b
人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。
按人工干预来分：人工控制、自动控制
按执行部件来分：机械控制、气动控制、液压控制、电子控制
2、控制的手段：a
3、控制的应用：b
（1）生活：控制应用到生活中，提高了人们的生活质量，人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境，使之满足人们的需要。
（2）生产：生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了极为广泛的
应用。
（3）军事国防：控制在军事、国防等领域也有着广泛的应用。
二、控制系统的工作过程与方式
、简单开环控制系统的基本组成和工作过程：c
概念：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。
例：红绿灯定时控制系统、防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统、
红外线自动门控制系统、普通电风扇风速控制系统、可调光台灯控制系统等。
特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递。
方框图：
输入量：控制系统的给定量。
控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。
执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件
控制量：执行器的输出信号。
被控对象：控制系统中所要控制的装置或生产过程
输出量：控制系统所要控制的量。
2、闭环控制系统的基本组成：b
概念：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。
例：供水水箱的水位自动控制系统、加热炉的温度自动控制系统、花房温度控制系统、投篮、
家用电饭锅保温控制系统、家用电冰箱温度控制系统等。
基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了检测装置、比较器。
3、闭环控制系统的方框图：c
4、控制器和执行器的作用：c
控制器：对输入信号（偏差值）进行运算处理，并发出控制命令。
执行器：根据指令对被控对象直接控制。
三、闭环控制系统的干扰与反馈
、干扰因素：c
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。
有的干扰因素是环境造成的，如影响自行车行驶速度的变化的自然风等；
有的干扰因素是人为原因所致，如影响飞机导航信号的手机信号等。
2、反馈的含义：b
控制系统中，将输出量通过适当的检测装置，返回到输入并与输入量进行比较的过程，就是反馈。
例：投篮、自动电水壶
3、反馈环节的作用：a
通过将输出量通过适当的检测装置，返回到输入并与输入量进行比较，从而减少输出量的偏差，稳定输出量。
4、闭环控制系统的工作过程：a
（1）闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控制量（输出量）的偏差。
（2）工作过程：
由于干扰因素的存在，系统的被控量偏离给定值时；2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；3控制器根据比较得到的偏差信号进行调节，从而是系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。
例：供水水箱的水位自动控制系统、加热炉的温度自动控制系统
5、功能模拟方法：a
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，就是功能模拟方法。
黑箱方法：a
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，进而推断出系统内部结构及其功能的方法，就是黑箱方法。
例：通过输入图像、电或声音信号，观测、分析脑电波的输出反应，研究人脑对视觉或听觉信息的传递、变换和处理功能，得知人脑内部结构的细节，就是黑箱方法的运用。
6、开环控制系统与闭环控制系统的比较：
开环控制系统一般结构简单，适用于控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。
闭环控制系统设计比较麻烦，结构相对复杂，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方式，用于要求高精度和高可靠性的场合。
四、控制系统的设计与实施
P118c
、控制系统设计的一般思路：
系统要达到的目标？控制的对象？被控对象的特性？被控量和控制量？外界的主要干扰因素？怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现？设备和元件？
2、开环控制系统的设计
开环控制系统的设计相对比较简单，在明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制量后，即可考虑具体控制系统的方案。
3、闭环控制系统的设计
基本要求：第一、一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的。
第二、控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制
在允许的范围之内。
第三、闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。
在进行闭环控制系统的设计时，几项控制要求之间往往会产生矛盾，需要结合具体问题全面解决或有所侧重地解决。