开环控制系统教学设计 (2)

开环控制系统

一、教学目标

1.通过案例分析，归纳控制系统的基本特征；

2.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

3.学会用框图来归纳控制系统实例的基本特征，逐步形成理解和分析简单开环控制系统的一般方法

二、教学内容分析

本节是“控制与设计”第二节的内容，其内容包括“控制系统”、“开环控制系统与闭环控制系统的组成及其工作过程”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组成、工作方式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。

生活中不乏简单控制系统的应用，本部分内容的学习，正是要引导学生，从技术的角度、用控制的思维看周围的存在，分析其道理，理解其基本的组成和工作过程。

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，以及根据控制系统方式分类的开环控制系统和闭环控制系统两类，并侧重对开环控制系统的工作过程、方框图、重要参数进行分析。

本课要解决的重点是：开环控制系统的工作过程分析，用方框图描述开环控制系统的工作过程。

三、学习者分析

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。结合前面的应用案例分析，进一步分析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。

四、教学策略：

1. 教法：

本章的教学结合具体的教学内容和目标我们采用“案例情景—机理分析—

总结归纳－认识提升”的模式展开。在教学中把知识点的教与学置于具体的案例情景当中，通过丰富而贴近生活的案例使学生从生活体验到理性分析的思维升华过程。同时关注学生能否用不同的语言表达、交流自己的体验和想法。通过富有吸引力的现实生活中的问题，使学生回想和体会控制系统的工作过程，激发学生的好奇心和主动学习的欲望。

2. 学法：

鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展。注意引导学生体会控制系统的工作过程和方式，特别是引导学生会学用系统框图来抽象概括控制系统、帮助分析和理解控制系统的组成及其工作过程的方法

五、教学资源准备

多媒体设备、相关图片资料、吹风机、触摸式开关小台灯等

六、教学过程

1.情境导入：

控制现象：

老师现场演示吹风机、触摸式台灯的控制。和学生一起探讨输入与输出的控制现象。

（1）吹风机的控制

风速挡位 风速

输入

输出

2、新课引入：

（1）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。

特征：控制系统输入与输出有一定的对应关系

马上行动

该控制系统中，若单位时间进水阀门水流量一定，那么游泳池水位与进水时间一一对应。我们可通过设定注水时间，使游泳池达到希望水位。将注水时间设定到定时器中，开启进水阀注水，时间一到，定时器通知进水伐门关闭，停止向游泳池注水。

总结：根据其控制方式的不同控制系统通常分为：

– 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。

为了分析方便，采用方框表示系统环节，用单向信号线表示系统传递方向，这种图成为系统方框图

设定注水的时间

（2）触摸式台灯的的控制

触碰次数 灯亮的程度

输入

输出

输入量：控制系统的给定量

输出量：控制系统的输出信号

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：控制系统所要求控制的装置或产生过程

案例分析：播放视频“感应自动门”

我们课前所说的，吹风机是否是开环控制系统？是的话写出方框图。

（3）应用：

• 列举你所了解的开环控制系统的例子。

• 选其中一个说明其控制过程，画出方框图。

• 试验同学们制作的提线木偶，体验开环控制系统的输入与输出对应关系。

（4）课堂小结：

风速

电机

控制电路

输入量

开环控制系统方框图：

启

•任何一种控制的实现，都要通过若干个环节共同实现，这些环节所射击的装置就构成了一个系统，称为控制系统。

•控制系统的输入与输出有一定的对应关系。

•控制系统通常分为：开环控制系统和闭环控制系统

•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。

开环控制系统方框图：

输入量