开环电子控制系统设计与制作
《开环电子控制系统的设计和应用作业设计方案》
《开环电子控制系统的设计和应用》作业设计方案一、设计背景随着摩登科技的不息发展，电子控制系统在各个领域的应用越来越广泛。
开环电子控制系统作为一种重要的控制方式，具有简单、高效、快速的特点，在工业、交通、医疗等领域得到了广泛的应用。
为了让学生更好地理解开环电子控制系统的设计原理和应用方法，本次作业设计将涉及到相关知识点的进修和实践操作。
二、设计目标1. 帮助学生了解开环电子控制系统的基本原理和特点；2. 提高学生对电子控制系统的设计和应用能力；3. 培养学生动手实践的能力，加深对课程知识的理解。
三、设计内容1. 进修开环电子控制系统的基本原理和特点；2. 设计一个简单的开环电子控制系统，并完成实验操作；3. 分析实验结果，总结经验教训，撰写实验报告。
四、设计步骤1. 进修开环电子控制系统的基本原理和特点：学生起首需要通过教室讲解、教材阅读等方式，了解开环电子控制系统的基本原理和特点，包括开环系统的结构、工作原理、应用范围等方面的知识。
2. 设计一个简单的开环电子控制系统，并完成实验操作：学生根据所学知识，设计一个简单的开环电子控制系统，包括传感器、执行器、控制器等组成部分。
然后利用电子元件进行实验搭建，并进行实验操作。
3. 分析实验结果，总结经验教训，撰写实验报告：学生在实验完成后，需要对实验结果进行分析，总结实验过程中的经验教训，包括实验中遇到的问题及解决方法等。
最后，撰写实验报告，详细记录实验过程、结果及结论。
五、评判标准1. 实验设计合理性：实验设计是否符合开环电子控制系统的基本原理和特点；2. 实验操作技能：学生是否能熟练操作电子元件，完成实验搭建；3. 实验结果分析能力：学生对实验结果是否能够进行合理分析和总结；4. 实验报告撰写规范性：实验报告是否包含实验过程、结果及结论，并符合学术规范。
六、总结通过本次作业设计，学生将能够深入了解开环电子控制系统的设计原理和应用方法，提高对电子控制系统的理解和应用能力，培养动手实践的能力，为将来的进修和工作打下良好的基础。
《开环电子控制系统的设计和应用核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学年高中通
《开环电子控制系统的设计和应用》导学案一、导学目标1. 了解开环电子控制系统的基本原理和特点。
2. 掌握开环电子控制系统的设计方法和应用技巧。
3. 能够分析和解决开环电子控制系统中的常见问题。
二、导学内容1. 开环电子控制系统的基本观点- 电子控制系统是利用电子器件和电路来控制和调节机械、电气、光学等系统的工作状态的系统。
开环电子控制系统是指系统输出量不受输入量的影响，即系统输出与输入之间没有反馈干系的控制系统。
2. 开环电子控制系统的特点- 开环电子控制系统具有简单、稳定、快速响应等特点，但对外部干扰和参数变化敏感，容易产生误差和漂移。
3. 开环电子控制系统的设计方法- 设计开环电子控制系统需要确定系统的输入、输出和控制对象，选择合适的传感器、执行器和控制器，建立数学模型并进行仿真验证。
4. 开环电子控制系统的应用技巧- 在实际应用中，需要思量系统的稳定性、可靠性、性能和成本等因素，合理选择控制策略和参数调节方法，优化系统性能。
5. 常见问题及解决方法- 开环电子控制系统常见问题包括系统误差、饱和现象、动态响应不稳定等，可以通过增加传感器精度、优化控制算法、调节控制参数等方式进行解决。
三、导学任务1. 阅读教材相关章节，了解开环电子控制系统的基本原理和特点。
2. 利用仿真软件搭建开环电子控制系统模型，进行系统设计和性能分析。
3. 完成实验报告，总结实验过程中遇到的问题及解决方法。
4. 参与讨论和交流，分享自己对开环电子控制系统的理解和经验。
四、导学反思通过本次导学活动，学生将深入了解开环电子控制系统的设计和应用，掌握系统分析和问题解决的方法，提高实践能力和创新认识。
同时，培养学生的团队合作和沟通能力，增进进修氛围的形成和发展。
希望学生能够在实践中不息提升自己，成为电子控制领域的优秀人才。
开环控制系统的工作过程+课件2023-2024学年高中通用技术苏教版(2019)必修《技术与设计2》
学习目标
1. 通过技术体验活动，理解控制系统的含义。 2. 熟悉简单开环控制系统的基本组成和工作过程，理解其中 控制器、执行器等的作用，辨析开环控制系统的特征。 3. 会用方框图表达简单开环控制系统工作过程。
情境导入
陈晨设计了雨水收集系统，但是每逢 雨季，雨水收集池的水位就会随着雨水的 不断注入而升高，当水位升到一定高度时， 雨水就从溢水口排放出去，造成了雨水资 源的浪费。
警示灯及蜂鸣器状态
开始报警 停止报警
思考1：如果把电极水位传感器改为干簧管传感器，该装置需要如何改动？
思考2：已经有报警装置，为什么还要留溢流孔？
任务一：理解控制系统 上述报警控制装置中，通过水位传感器将水位信号传送到控制器；当水位 达到报警值时，控制器输出信号到报警器，发出声光报警。
水位信号
水位传感器、控制器、报警器
• 3. 开环系统控制图：
执行器
被控对象
控制量
输出量
（2）公共汽车车门的开关控制
（控制电路） （按开关）
输入量 控制器
（电磁阀） （推动活塞）
执行器
控制量
（车门） （车门开或闭）
被控制对象 输出量
小结
• 1. 控制系统：
• 任何控制都要通过若干个环节来实现，这些环节所涉及的装置 构成的系统。
• 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。
如何解决上述问题呢？
任务一：理解控制系统
技术体验：搭建雨水收集池水位报警装置
问题分析：在连接水位报警装置时，声光报警器应该安装在什么位置？ 材料：警示灯、蜂鸣器、电极水位传感器、继电器、水池等。 工具：电烙铁、焊锡丝、松香等。
《开环电子控制系统和闭环电子控制系统》核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学
《开环电子控制系统和闭环电子控制系统》教学分析在电子控制系统领域，开环电子控制系统和闭环电子控制系统是两种常见的控制方式。
本文将对这两种控制系统进行详细的教学分析，帮助读者更好地理解它们的原理和应用。
一、开环电子控制系统开环电子控制系统是一种简单的控制系统，它通过输入指令直接控制执行器的动作，而不思量输出结果对系统的影响。
开环系统中没有反馈回路，无法自动调节输出来纠正误差，因此对系统的稳定性和鲁棒性要求较高。
开环系统通常用于对控制要求不高的场合，如家用电器、玩具等。
开环电子控制系统的特点包括：1. 简单直观：只需输入指令，系统即可执行相应动作，操作简单直观。
2. 精度低：由于没有反馈回路，系统无法自动调节输出，容易受到外部干扰影响，精度较低。
3. 稳定性差：系统稳定性差，容易出现误差累积，影响系统的性能。
二、闭环电子控制系统闭环电子控制系统是一种相对复杂的控制系统，它通过测量输出并与期望输出进行比较，通过反馈回路来调节控制器的输出，以实现系统的稳定性和精度要求。
闭环系统具有自动调节功能，能够根据实际输出情况来调节控制器的输出，使系统更加稳定和精确。
闭环电子控制系统的特点包括：1. 精度高：通过反馈回路调节输出，能够实时纠正误差，提高系统的精度。
2. 稳定性好：系统稳定性高，能够自动调节输出以保持系统稳定。
3. 复杂性高：闭环系统相对开环系统更加复杂，需要精确的传感器和控制器来实现反馈控制。
在实际应用中，开环电子控制系统和闭环电子控制系统各有优缺点，需要根据具体的控制要求来选择合适的控制方式。
开环系统适用于对控制要求不高的场合，闭环系统适用于对精度和稳定性要求较高的场合。
通过本文的教学分析，读者可以更深入地了解开环电子控制系统和闭环电子控制系统的原理和特点，帮助他们在实际工程应用中选择合适的控制方式，提高系统的性能和稳定性。
教学设计方案（第一课时）一、教学目标：1. 了解开环电子控制系统和闭环电子控制系统的基本观点和原理；2. 能够区分开环电子控制系统和闭环电子控制系统的特点和应用途景；3. 能够分析和设计简单的开环电子控制系统和闭环电子控制系统。
开环电子控制系统的结构方框图
04
开环电子控制系统的性能指标
稳定性
稳定系统
开环电子控制系统在受到外部干扰或 内部参数变化时，能够保持稳定运行 ，不出现振荡、失控等现象。
稳定性分析
通过系统稳定性分析，确定系统是否 稳定，并采取相应措施提高系统的稳 定性。
快速性
响应速度
开环电子控制系统在接收到输入信号后，能够快速响应并输出相应的控制信号， 以满足控制要求。
可靠性设计
通过可靠性设计，提高系统的抗干扰能力和故障恢复 能力，确保系统可靠运行。
05
开环电子控制系统的应用领域
工业自动化
自动化生产线控制
开环电子控制系统广泛应用于自动化生产线控制，如 机械臂、传送带、包装机等设备的协同工作，提高生 产效率。
工业机器人
开环电子控制系统为工业机器人提供精确的运动控制， 实现复杂动作的快速、准确执行。
简化控制系统设计
开环电子控制系统结构简单，设计相对容易。通过合理选择控制算法和 参数，可以快速构建出满足特定需求的控制系统。
03
降低能耗和资源消耗
开环电子控制系统能够实现精确控制，有效降低能耗和资源消耗。在能
源、环保等领域，开环控制系统的应用有助于实现节能减排和可持续发
展。
开环电子控制系统的历史与发展
执行机构的动作与控制
总结词
执行机构的动作是开环电子控制系统的关键 环节，主要任务是根据控制信号调节被控对 象的参数。
详细描述
执行机构通常由电动机、电磁阀、调节阀等 组成，根据接收到的控制信号调节被控对象 的参数，如温度、压力、流量等。执行机构 的动作直接影响被控对象的性能，因此需要
保证其稳定性和可靠性。
执行部分
总结词
驱动与调节
《开环控制系统的设计和制作导学案》
《开环控制系统的设计和制作》导学案
一、导学目标：
1. 了解开环控制系统的基本原理和特点；
2. 掌握开环控制系统的设计和制作方法；
3. 能够运用所学知识设计和制作简单的开环控制系统。
二、导学内容：
1. 开环控制系统的观点和特点；
2. 开环控制系统的设计原则；
3. 开环控制系统的制作步骤。
三、导学步骤：
1. 导入：通过举例介绍开环控制系统在平时生活中的应用，引起学生对该主题的兴趣和好奇心。
2. 进修：讲解开环控制系统的定义和特点，说明其与闭环控制系统的区别，帮助学生建立起对开环控制系统的基本认识。
3. 实践：设计一个简单的开环控制系统实验，让学生动手操作，体验开环控制系统的设计和制作过程，加深对知识的理解和掌握。
4. 拓展：引导学生思考开环控制系统的优缺点，以及如何改进和优化开环控制系统的设计，培养学生的创新认识和解决问题的能力。
5. 总结：通过讨论和总结，帮助学生梳理所学知识，加深对开环控制系统的理解和应用，为进一步进修和实践打下基础。
四、课后作业：
1. 回顾开环控制系统的设计原则和制作步骤，总结进修收获和体会；
2. 设计一个新的开环控制系统实验方案，包括系统结构、控制原理和实施步骤；
3. 阅读相关文献和资料，了解开环控制系统在工程领域的应用案例和最新发展动态。
五、教学反思：
通过本次导学案的设计和实施，学生对开环控制系统的观点和特点有了初步了解，掌握了一定的设计和制作方法，培养了动手实践和创新思维能力。
在今后的教学中，可以进一步拓展开环控制系统的应用领域和发展趋势，引导学生深入探讨和钻研，提高他们的综合素质和竞争力。
《开环电子控制系统作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术粤科版》
《开环电子控制系统》作业设计方案一、设计背景开环电子控制系统是摩登电子技术领域中的重要内容，它广泛应用于工业生产、航空航天、汽车制造等领域。
通过对开环电子控制系统的进修和设计，可以帮助学生深入理解控制理论和电子技术的原理，提高他们的实际操作能力和创新思维。
二、设计目标本次作业设计旨在让学生通过实际操作，掌握开环电子控制系统的基本原理和设计方法，培养他们的动手能力和解决问题的能力，提高他们的综合素质和创新能力。
三、设计内容1. 理论进修：学生起首需要通过教室进修和自主进修，掌握开环电子控制系统的基本原理、组成结构、工作过程和应用领域等知识。
2. 实验设计：学生根据所学知识，设计一个简单的开环电子控制系统实验，包括传感器、控制器、执行器等元件，并确定系统的控制目标和参数。
3. 实验操作：学生按照设计方案，搭建开环电子控制系统实验装置，进行实际操作，观察系统的工作状态和参数变化，记录实验数据。
4. 数据分析：学生根据实验数据，分析系统的控制效果和稳定性，总结实验结果，探讨存在的问题和改进方案。
5. 实验报告：学生撰写开环电子控制系统实验报告，包括实验目标、设计方案、实验过程、数据分析和结论等内容。
四、设计要求1. 实验设计要简单明了，能够体现开环电子控制系统的基本原理和设计方法。
2. 实验操作要规范周密，注意安全操作，保证实验数据的准确性和可靠性。
3. 数据分析要深入细致，能够客观评判系统的控制效果和稳定性，提出合理建议。
4. 实验报告要清晰完备，结构合理，语言流畅，技术术语准确，逻辑周密。
五、评分标准1. 实验设计方案的合理性和创新性。
2. 实验操作的规范性和准确性。
3. 数据分析的深入性和逻辑性。
4. 实验报告的完备性和专业性。
六、总结通过本次作业设计，学生可以深入了解开环电子控制系统的原理和设计方法，提高他们的实践能力和创新认识，为将来的进修和工作打下良好基础。
希望学生能够认真对待本次作业，取得优异的成绩。
《开环电子控制系统和闭环电子控制系统核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学年
《开环电子控制系统和闭环电子控制系统》导学案一、导入电子控制系统是摩登工业中常见的控制系统，它通过电子设备和计算机技术实现对设备、机器或系统的控制和监测。
在电子控制系统中，开环控制和闭环控制是两种常见的控制方式。
本次导学案将重点介绍开环电子控制系统和闭环电子控制系统的观点、原理和应用。
二、观点诠释1. 开环电子控制系统：开环电子控制系统是指在控制过程中，控制器输出的控制信号不受被控对象状态的影响，即控制器输出的信号直接作用于被控对象，而不思量被控对象的实际状态反馈信息。
2. 闭环电子控制系统：闭环电子控制系统是指在控制过程中，控制器输出的控制信号受到被控对象状态的反馈影响，通过传感器获取被控对象的实际状态信息，再经过比较和调节后输出控制信号，实现对被控对象状态的准确控制。
三、原理分析1. 开环电子控制系统的原理：在开环控制系统中，控制器输出的信号直接作用于被控对象，不思量被控对象的实际状态反馈信息。
这种控制方式简单直接，但缺乏对被控对象状态的准确监测和调节，容易受到外部环境和干扰的影响。
2. 闭环电子控制系统的原理：在闭环控制系统中，通过传感器获取被控对象的实际状态信息，并与期望状态进行比较，再经过控制器调节输出控制信号，实现对被控对象状态的准确控制。
闭环控制系统具有较高的控制精度和稳定性，能够有效抑止外部干扰和变化。
四、应用实例1. 开环电子控制系统应用：开环控制系统适用于一些简单的控制场景，如家用电器、照明系统等，因为这些系统对控制精度要求不高，且受到外部干扰较小。
2. 闭环电子控制系统应用：闭环控制系统广泛应用于工业自动化、航空航天、医疗设备等领域，因为这些系统对控制精度和稳定性要求较高，需要实时监测和调节被控对象的状态。
五、知识拓展1. 开环与闭环控制系统的比较：开环控制系统简单直接，但稳定性和控制精度较差；闭环控制系统精度高、稳定性好，但设计和调试难度较大。
2. 控制系统的发展趋势：随着科技的发展，控制系统将向着智能化、自适应化方向发展，结合人工智能、大数据等技术，实现更高效、智能的控制和监测。
《开环电子控制系统的设计和应用作业设计方案》
《开环电子控制系统的设计和应用》作业设计方案一、作业目标：通过本次作业设计，学生将能够掌握开环电子控制系统的基本原理和设计方法，了解其在实际工程中的应用，并提升学生的实际操作能力和创新思维。
二、作业内容：1. 理论进修：学生将通过教室讲解和自主进修，掌握开环电子控制系统的基本原理、结构和工作原理，了解其与闭环控制系统的区别和联系。
2. 设计实践：学生将在实验室环境中，设计并搭建一个简单的开环电子控制系统，包括传感器、执行元件、控制器等组成部分，并进行调试和测试。
3. 应用拓展：学生将结合实际案例，探讨开环电子控制系统在工业、农业、交通等领域的应用，并提出改进和优化方案。
三、作业要求：1. 独立完成：每位学生需独立思考、设计和完成作业，不得抄袭他人作业内容。
2. 实践操作：学生需亲自动手搭建和调试电子控制系统，确保实验结果准确可靠。
3. 创新思维：学生需在实践过程中，发现问题、解决问题，并提出改进建议，展现创新认识和实践能力。
4. 报告撰写：学生需按要求撰写实验报告，包括实验目标、设计方案、实施过程、结果分析和结论等内容，格式规范、内容详实。
四、作业评判：1. 实验成绩：根据学生搭建的电子控制系统的稳定性、精度和可靠性等指标进行评判。
2. 报告评分：根据学生的实验报告撰写质量、逻辑性和深度等方面进行评判。
3. 创新奖励：对于在实践过程中表现精彩、提出创新性建议的学生，给予额外奖励和表彰。
五、作业时间安排：1. 第一周：学生开始进修开环电子控制系统的相关理论知识。
2. 第二周：学生进行实验室操作，搭建电子控制系统并进行调试。
3. 第三周：学生完成实验报告撰写和提交。
六、作业预期效果：通过本次作业设计，学生将能够全面掌握开环电子控制系统的设计和应用方法，提升实践操作能力和创新思维，为将来从事相关工程技术领域打下坚实基础。
开环控制系统的设计
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
3.开环控制系统
输入量
控制器
执行器
被控对 象
输出量
输出量：控制系统所要控制的量，也是控制系统 的输出信号
被控对象：控制系统中所要控制的装置
执行器：直接对被控对象进行控制的装置 控制器：对输入信号进行处理，并发出控制命 令的装置
设定注水时间
定时器
进水阀 门
游泳池
水 位
有无红外 信号
控制电 路
电机
自动 门
门的开 或关
接通电源
电机
水泵
水管
水 管 排 出 水
开关信号
电磁阀
气动活 塞
车门
门的开 或关
档位
控制电路
电动机
电风扇
风速
闭环控制：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
控制 器
执行器
控制系统的工作过程与方式
白河一中技术组
1.控制系统 脚踩的力
（输入）
控制 系统
行驶速度
（输出）
电风扇的 档位 （输入）
控制系 统
风速
（输出）
2.定义：任何一种控制的实现，都 要通过若干个环节，这些环节就构 成了一个系统，称为控制系统。控 制系统的输出与输入之间有一定的 对应关系
3.控制分类
（2）请画出该花房温度控制系统的方框图
被控 对象
被控 量
检测装置
是比较器，它将给定量也所检测的被控量进行比 较 检测装置测量出被控量并返回到系统的输入端 控制器将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达指 令
《开环电子控制系统作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术粤科版》
《开环电子控制系统》作业设计方案第一课时一、设计目标：本作业设计旨在帮助学生掌握开环电子控制系统的原理和应用，培养学生对电子控制系统的设计和调试能力。
二、设计内容：1. 理论学习：学生将学习开环电子控制系统的基本原理、结构和工作原理，了解电子控制系统的分类和特点。
2. 系统设计：学生将设计一个简单的开环电子控制系统，包括传感器、控制器和执行器的选择和连接。
3. 硬件实施：学生将根据设计方案，使用Arduino等开发板制作开环电子控制系统的原型。
4. 软件编程：学生将学习使用Arduino IDE等软件进行程序编写，并进行调试和优化。
5. 系统测试：学生将对设计的开环电子控制系统进行各种情况下的测试和性能评估。
三、设计步骤：1. 理论学习阶段：- 学习开环电子控制系统的基本原理和应用范围。
- 学习电子控制系统的组成部分和工作原理。
- 学习传感器、控制器和执行器的选择和参数设置。
2. 系统设计阶段：- 设计开环电子控制系统的结构框图和连接图。
- 选择合适的传感器、控制器和执行器，并确定其参数和规格。
- 设计系统的供电电路和保护电路，并进行相应计算。
3. 硬件实施阶段：- 根据设计方案，购买所需的电子元件和开发板。
- 按照设计图纸，进行电路的焊接和连接。
- 对系统进行初步测试，确保电路连接正确并稳定。
4. 软件编程阶段：- 学习Arduino IDE的基本使用方法。
- 编写系统的控制程序，实现对传感器数据的采集和控制信号的输出。
- 进行程序的调试和优化，确保系统工作稳定和准确。
5. 系统测试阶段：- 对设计的开环电子控制系统进行各种情况下的测试，包括正常工作、异常情况和极限情况。
- 对系统的性能进行评估，记录测试结果并进行分析。
- 对系统进行优化和改进，提高系统的稳定性和性能。
四、评分标准：1. 理论学习：掌握开环电子控制系统的基本原理和应用范围，知道传感器、控制器和执行器的选择方法和参数设置。
2. 系统设计：设计的结构框图和连接图清晰明了，传感器、控制器和执行器的选择合理，并考虑到系统的稳定性和扩展性。
《开环电子控制系统作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术粤科版》
《开环电子控制系统》作业设计方案第一课时一、设计目标本次作业设计旨在援助同砚深度理解开环电子控制系统的原理和应用，提高同砚的设计能力和实践操作技能，同时培育同砚的团队合作和沟通能力。
二、设计内容1. 理论进修：同砚需要通过教室进修和自主进修，精通开环电子控制系统的基本原理、组成结构、工作过程等相关知识。
2. 设计方案：同砚将依据所学知识，设计一个简易的开环电子控制系统，包括传感器、控制器、执行器等组成部分。
3. 试验操作：同砚将按照设计方案，进行试验操作，测试控制系统的稳定性和准确性，并记录试验数据。
4. 数据分析：同砚将对试验数据进行分析，总结试验结果并提出改进措施。
5. 报告撰写：同砚将依据试验结果，撰写一份完备的试验报告，包括试验目标、方法、结果、分析和结论等内容。
三、设计步骤1. 确定试验内容和目标，制定试验规划。
2. 分组进行设计，确定每位成员的任务和责任。
3. 进行理论进修，精通开环电子控制系统的相关知识。
4. 设计开环电子控制系统的结构和原理图，确定所需元器件和参数。
5. 采购和筹办试验所需材料和设备。
6. 按照设计方案进行试验操作，记录试验数据。
7. 对试验数据进行分析，总结试验结果。
8. 撰写试验报告，包括试验目标、方法、结果、分析和结论等内容。
9. 完成试验报告的批阅和修改，筹办展示和答辩。
四、评判标准1. 试验设计合理性：包括试验内容、目标、方法等方面的合理性。
2. 试验操作规范性：包括试验操作流程、数据记录等方面的规范性。
3. 试验结果准确性：包括试验数据的准确性和分析结果的合理性。
4. 试验报告完备性：包括试验报告的内容完备性和结构合理性。
5. 团队合作能力：包括团队成员之间的合作和沟通能力。
五、参考资料1. 《自动控制原理》2. 《电子技术基础》3. 《传感器与仪表》六、总结通过本次作业设计，同砚将能够深度理解开环电子控制系统的原理和应用，提高设计能力和实践操作技能，培育团队合作和沟通能力，为将来的进修和工作打下良好的基础。
《开环电子控制系统的设计和应用导学案》
《开环电子控制系统的设计和应用》导学案导学目标：通过本次进修，学生将能够理解开环电子控制系统的原理和应用，掌握相关的设计方法和技术，提高对电子控制系统的理解和应用能力。
一、导入1. 让学生观看一个简单的视频，展示开环电子控制系统在现实生活中的应用途景，如自动灯光控制、温度调节等。
2. 引导学生思考：开环电子控制系统与闭环电子控制系统有何不同？为什么需要开环电子控制系统？二、知识讲解1. 介绍开环电子控制系统的基本原理和组成部分：传感器、执行器、控制器等。
2. 讲解开环电子控制系统的设计方法和技术：信号采集、信号处理、控制算法等。
3. 分析开环电子控制系统的优缺点：简单易实现、但不稳定且受外界干扰较大。
三、案例分析1. 以智能家居系统为例，讲解开环电子控制系统的设计与应用：如何实现自动灯光控制、智能家电控制等。
2. 分析案例中可能遇到的问题和解决方案：如何提高系统的稳定性和鲁棒性。
四、实践操作1. 提供一个简单的实验任务：设计一个开环电子控制系统，实现对温度的控制。
2. 学生分组进行实验，搭建电子控制系统并调试，观察系统的反馈效果。
五、总结反思1. 综合本次进修内容，让学生总结开环电子控制系统的特点和应用途景。
2. 引导学生思考：在实际应用中，如何选择合适的控制系统结构和算法？六、拓展延伸1. 鼓励学生自主进修，了解闭环电子控制系统的原理和应用。
2. 提供相关的进修资源和参考资料，帮助学生深入进修电子控制系统领域。
通过本次导学案的进修，置信学生们能够更深入地理解开环电子控制系统的设计和应用，提升自己的电子控制技术水平，为未来的进修和工作打下坚实的基础。
开环控制系统教学设计
开环控制系统教学设计一、教学目标：1.了解开环控制系统的基本原理和工作原理。
2.掌握开环控制系统的特点和应用。
3.能够分析开环控制系统的稳定性和性能。
4.能够设计简单的开环控制系统。
二、教学内容及教学步骤：1.开环控制系统的基本原理（200字）：开环控制系统是一种控制方法，它通过将控制信号输入到执行器，从而控制输出。
其工作原理是在没有反馈信息的情况下，通过一系列的输入输出关系来实现控制。
开环控制系统的输入经过控制器处理后，直接输出给执行器，然后执行器将信号转化为控制对象的动作，从而实现对控制对象的控制。
2.开环控制系统的特点和应用（300字）：开环控制系统的特点是结构简单、实现容易、响应速度快、设备成本低等。
然而，由于其没有反馈环节，不能根据输出信号进行修正，容易受到外界干扰，稳定性差，精度不高。
因此，开环控制系统适用于对精度要求不高，控制对象动态特性改变较慢的应用场景，如照明控制、水泵控制等。
3.开环控制系统的稳定性和性能分析（300字）：开环控制系统的稳定性主要通过系统的传递函数进行分析。
传递函数是输入与输出之间的关系，可以通过分析传递函数的特征根来判断系统的稳定性。
特征根的实部小于零时，系统是稳定的；特征根的实部大于零时，系统是不稳定的。
开环控制系统的性能可以通过系统的响应时间、超调量和稳态误差等指标来评估。
响应时间指的是系统从输入信号发生变化到达到稳定状态所需的时间；超调量是指系统响应信号达到最大值与目标值之间的差值；稳态误差是指系统在稳定状态下与目标值之间的差值。
通过优化系统参数，可以提高开环控制系统的性能。
4.开环控制系统的设计（300字）：开环控制系统的设计包括确定控制目标、选择控制器和执行器、建立数学模型、设计电路图等步骤。
首先需要明确控制目标，即要实现的功能。
然后根据目标，在开环控制系统中选择合适的控制器和执行器，分析系统的动态特性，建立数学模型。
最后，根据数学模型设计系统的电路图，实现控制系统的功能。
二、开环电子控制系统的设计和应用 课件
R1 10KΩ
RG
R2 100Ω
VD
b
c VT
e 9013
S
+ 6V
-
任务四 路灯模型功能优化
延时点亮路灯电路图
R1 10KΩ
RG
R2 100Ω
VD
b
c VT
+ e 9013
10uF
S
+ 6V
-
任务四 路灯模型功能优化
根据电路图，在搭接好的面包板上增加 电解电容、普通二极管实现延时功能。Fra bibliotekR1 10KΩ
开环电子控制系统的设计与应用
走进情境
小通发现校园里的路灯都是 保安师傅定时控制的，比较不方 便，小通想利用学过的电子控制 知识设计一个自动路灯模型。
任务一 路灯模型设计分析
1、控制系统分析 控制目的 定时设备、光线强弱控制路灯亮灭 控制对象 路灯 控制手段与方式 自动控制 开环控制
任务一 路灯模型设计分析
2、开环电子控制系统方框图
信息 输入
控制处理
输出
被控对象
光线 传感器
控制处理
输出
灯
光控路灯模型
任务一 路灯模型设计分析
3、选择元器件
光线 传感器
控制处理
输出
灯
光敏电阻
芯片、三极管等
发光二极管
任务二 路灯模型电路设计
根据材料绘制电路图
材料：电阻R1=10kΩ，R2=100Ω，光敏 电阻Rg，发光二极管VD，三极管VT （9013）， 6v电源。
6v
RG
R1 10KΩ
48
2
3
6 IC555
15
R2 100Ω
11开环电子控制系统设计与制作
开环电子控制系统设计与制作教材分析本课是以苏教版《电子控制技术》教材第五章第一节为核心知识而开发设计的一节课。
从全书的编辑框架来看，第五章是属于综合设计，是对前面第二、三、四章所学知识的综合应用，并且和第一章“遥相呼应”。
其中，第一节《开环电子控制系统设计与制作》，是学生综合运用前面所学，自行设计功能电路的实践，体现了《课程标准》和省《教学指导意见》中关于“能设计安装简单的开环电子控制系统，并进行调试”的要求。
在实践教学中，为让学生和前面所学的知识能衔接，建构教材原先的“输入控制、输出、综合应用”的知识系统。
因此，本课立足于教材5.1的核心知识——开环电子控制系统的设计，重新开发载体，以前面所学的“传感器、集成电路、三极管”这些简单电子元件，设计开环电子控制系统，从而提高开环电子控制系统的设计能力。
如此，既复习了前面所学的知识，为更复杂的后续学习夯实了基础，同时，还充实了用独立电子元件设计电子控制系统的实践应用——而这，恰恰是近几次浙江省选考的重点，也是落实《课程标准》和省《教学指导意见》的基本要求。
学情分析到第五章，学生对《电子控制技术》的学习已经进入了综合应用的阶段。
他们己经走过了初学时的茫然、新奇，对课程有了一定的理性认知，随着学习的推进，他们的兴趣会逐渐转到功能电路的设计上；并且，从知识储备来说，他们己经具备了设计电路的基础——初步认识了电子元器件功能和作用；但是，他们对独立元器件组成的功能模块（如输入、控制、输出模块）的连接和作用缺少实践经验，对电子系统的设计方法认识不全面，这些能力要在本节课的学习中，予以加强。
教学目标知识和技能：1．理解部分电子元器件在其体电路中的功能、作用；2．理解开环电子控制系统的原理；3．能设计、安装简单的开环电子控制系统，并进行调试。
过程和方法：1、通过经历多个开环电子控制系统的设计，掌握开环电子控制系统设计的一般思路。
2．会分析和解决安装过程中出现的常见问题：情感态度价值观：1．通过不断改进电路，体验“技术因需求而变”的人本思想；2．增强对电路设计的物化意识，体验实践成功的快乐。
开环电子控制系统的设计和应用ppt课件
输出部分：由电磁继电器、晶闸管等多种执行机构组成。输出信号可以是位移， 如电磁继电器中衔铁的运动、电动机的转动等，也可以是声音、光等，如扬声器中 发出的音乐声。输出部分相当于人的手和足，它的作用是执行处理部分的指令，进 行某种操作，实现某种功能。
课堂小结
本节课主要学习了简单数字集成电路的安装 与调试，进行了开环控制系统的设计与安装，在 数字集成电路设计与制作过程中还需要有一定的 步骤和相关要求。
作业：
教材P94页练习1、2
ppt课件
38
多谐振荡电路
ppt课件
11
第一节 开环电子控制系统的设计和应用
ppt课件
12
第一节 开环电子控制系统的设计和应用
触发电路
可控硅触发电路
ppt课件
13
第一节 开环电子控制系统的设计和应用
电阻器
电容器
二极管
三极管
ppt课件
14
第一节 开环电子控制系统的设计和应用
2．多谐振荡器的安装和调试
试验目的：安装和调试一个多谐振荡器
第一节 开环电子控制系统的设计和应用
电子控制系统的组成 简单实用电路和电子元器件 多谐振荡器的安装和调试 开环电子控制系统的设计与安装
ppt课件
2
第一节 开环电子控制系统的设计和应用
ppt课件
3
第一节 开环电子控制系统的设计和应用
一、电子控制系统
ppt课件
4
第一节 开环电子控制系统的设计和应用
ppt课件
26
第一节 开环电子控制系统的设计和应用
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使用本节中JN6201音乐集成电路，在输入端I1和输入端I2接两只按钮开关，输出 端O1接一个晶体三极管后再接一个扬声器，如下图所示:
CT74LS00的引脚图
小实验
JN6201集成电路调试
JN6201音乐集成电路内部有微处理器和多个多谐振 荡器，这些多谐振荡器有不同的频率，通过程序控 制，JN6201音乐集成电路可以产生四首不同的乐曲。
小实验
JN6201集成电路调试
小实验
JN6201集成电路调试
设计制作
电子门铃的设计及其应用
知识回顾
※ 电子控制系统的组成
输入
传感器采 集信息并 转化为电 信号
控制(处理)
电子电路 处理电信 号并发出 控制命令
输出 继电器 晶闸管 等执行 命令完 成控制
被 控 对 象
电子控制系统的组成方框图
第五章 电子控制系统的设计及其应用
开环电子控制系统的设计和应用
实验探究
问题1：以上两个电路功能一样吗？ 问题2：这两个电路是电子控制吗？
拓展三
思考： 用或非门怎么实现这个电路？
拓展四
思考： 用独立元件怎么实现这个电路？
拓展四
思考： 用独立元件怎么实现这个电路？
与门
或门
拓展五
如何调高设定温度？（试分析只调节Rp1, Rp2, Rp3, Rp4)
二、简单实用电路的安装与调试
常见的实用电路有：
多谐振荡电路、触发电路、存储器和计数器等。
9300
+ -
+ K2 IC IC
9300
+ -
9300
设计制作
设计方案B
电子门铃的设计及其应用
（1）根据前面小试验中的“安装和调试一个多谐振荡器”，在输出端接上无源 蜂鸣器，即可成为门铃电路。 （2）选择两组不同的R和C的值，制作能发出不同声音的门铃。
（3）同方案A（3）
设计制作
设计方案C
电子门铃的设计及其应用
心。
设计制作
设计方案A
电子门铃的设计及其应用
（1）挑选两个发出不同声音的音乐集成电路作为控制（处理）部分 （2）根据本书第一章第一节练习中“电子控制报警器模型”，将干簧管改为按钮开 关，即可成为门铃电路 （3）安装两组电子门铃控制系统，并根据大小和小孩不同的身高和手的长度，在门 框的适当位置安装两只按钮开关 K1 IC
多谐振荡器：能自动产生周期性脉冲的自激振荡器，常用来作为 脉冲信号源。脉冲的周期由电路中的电容C和电阻R确定。
存储器：由触发器或其他存储元件构成 的存储阵列，用来存放数 据和指令。 计数器：能统计时间脉冲数的组件，在电子控制系统中可用来实 现顺序控制、定时或延时等。
小实验
安装和调试一个多谐振荡器
试验目的：安装和调试一个多谐振荡器
VCC
Vi
Vi
RL
RL
Vi
R1
10kΩ
Vi
常见输入电路
始终为1
始终为0
马上行动
任务：设计一个天亮报警器，画 出电路图！
要求： 1、当光线亮到一定的程度，发生声音报警； 2、这个报警器的报警临界值，能够调节。
马上行动
利用与非门，实现天黑报警，画出电路图。
马上行动
思考：这是开环控制还是闭环控制？
10K
实验探究
机械控制 机械开关
电子控制
输入 电信号
输入电路探究
传感器
热敏传感器
光敏传感器
湿敏传感器
气敏传感器
输入电路探究
常见的输入电路
VCC VCC VCC
传 感 器
串联
RL
Vi
RL
Vi
RL
Vi
RL RL
Vi
分 压 电 阻
R1
10kΩ
R1
10kΩ
R1
10kΩ
输入电路探究 以下传感器电路的接法，它的输入有什么特点？
设计要求：
（1）安装一个电子门铃控制系统。
（2）大人和小孩都能方便的使用。
（3）能够辨别是大人还是小孩在按动ห้องสมุดไป่ตู้铃。
设计制作
电子门铃的设计及其应用
设计分析：
可以选择开环电子控制系统，它的被控量是“声
音”，被控对象是扬声器。 可以设置两个输入端，安装两个按钮开关，这样 就可以分别供身高不同的大人和小孩方便地使用。 控制（处理）部分可以使用电子电路作为控制核
试验准备：
5V电源，电阻4只（共2种电阻值，
大小在300Ω ～800Ω 之间），电容4只 （共2种电容量，大小在0.1μ F～10μ F 之间），开关示波器，无源蜂鸣器，电 路试验板，CT74LS00 1只。
小实验
试验过程：
安装和调试一个多谐振荡器
（1）安装电路： ① R1=R2 ，C1=C2 。 CT74LS00的引脚图如图 所示。 ② 检验各个元器件的质量。 ③ 按照上图所示的电路在试验板上搭接电 路。 （2）调试电路： ① 在输出端A接示波器，观察并记录波形和 周期。 ② 在输出端A接无源蜂鸣器，听声音， ③ 更换两只电阻，重复前面两个步骤①②。 ④ 更换两只电容，重复前面两个步骤①②。
输入部分
控制部分
输出部分
小 结
确定输出量和被控对象
一、开环电子控制系统设计的一般思路
传感器 选择恰当的部件 控制部分 执行部分 选择合适的接口电路
检测元器件
安装并测试电路
拓展一 适当更改控制电路的各个部分，怎样实现以下功能？
①离磁报警 ②天暗启动电灯（12V， 用二极管模拟）
~220v
拓展二
③设计一个只有晚上开门才亮灯的应用电路。