《闭环控制系统的干扰与反馈》教学设计
《闭环控制系统的干扰与反馈》教学设计
闭环控制系统的干扰与反馈教学设计1．教材分析及教学设计介绍本节是在学生对控制系统有一定认识的基础上具体的阐述闭环控制系统的干扰与反馈的辨证关系，是全书的重点章节，也是控制系统的具体应用章节章节。
为以后学习的控制系统的设计等内容奠定了理论基础。
【教学目标】知识目标：了解闭环控制系统的干扰与反馈的各方面因素能力目标：能结合身边的案例找出干扰的因素，并作出分析。
情感目标：培养学生对一个控制系统的理解能力和分析能力，并能从物性到理性过渡，能对学习与人生产生干扰影响的因素进行分析。
【重点与难点】重点：学会分析干扰在控制系统的影响，反馈在技术发明和革新中的作用。
难点：干扰系统的全面分析，反馈环节的使用。
【教法设计】本课通过“案例分析法”，采用启发式、讲述式、分析等多种教学方式，以课程目标为依据，努力提高教学的生动性和逻辑性，激发学生的学习兴趣，提高学生的注意力，使学生能够自己建构出本课的知识点。
【学法设计】本节课的教学对象是刚刚对控制系统有了初步的了解学生，对控制的干扰还蒙着一层神秘的面纱。
好奇心较强，思维活跃，虽然他们的生活经验不是很丰富，但根据他们现有的认知水平和认知风格还是很容易接受本节课的内容。
本课教给学生的学法是“分析案例——合作探究——得出结论——思维扩展”。
【教学资源准备】教学相关资料的准备，包括文本（骑自行车的干扰分析，学生生活经验）、图片（各种自行车图片、影响因素图片）；教师演示教学课件。
课件容纳一些图片和例子说明。
图片可以从网上下载，也可以把书中照片用数码相机拍摄，通过电脑处理后使用。
【教学策略】根据本课的教学目标，我采用教师讲授，媒体演示，任务驱动，学生自主思考、合作讨论等多种教学方法相结合的策略。
2．教案【创设情境、导入新课】做一个简单的调查：每天上学骑自行车的感受？乘车的感受等？在送乘飞机出行时，为什么不能说祝你一路顺风，（活跃课堂气氛，激发学生的求知欲。
）大部分同学应该是有风的影响，从而联系到本节课的内容：干扰因素，同时乘车也有干扰，而且不论是骑自行车还是乘车干扰因素不止一个，有主要的，有次要的。
《闭环控制系统的干扰与反馈作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《闭环控制系统的干扰与反馈》作业设计方案第一课时作业目标:1. 了解闭环控制系统中的干扰和反馈原理，并能够应用于实际问题中。
2. 掌握干扰对闭环控制系统的影响以及反馈的作用。
3. 提高学生的问题解决能力和实践操作能力。
时间安排:本作业设计计划在两周内完成，每周安排一次实验课和一次实讨论课，共计四次课程安排。
实验内容:1. 第一周实验课:a. 学生将通过模拟电路搭建一个简单的闭环控制系统，包括传感器、执行器和反馈控制器。
b. 学生运行实验，观察干扰对系统稳定性的影响。
c. 学生记录实验过程中的数据和结果，并进行分析和讨论。
2. 第一周讨论课:a. 学生将分组讨论实验结果，探讨干扰对系统的影响，以及如何利用反馈控制来抑制干扰。
b. 学生将结合理论知识和实验数据，提出解决方案并进行展示。
3. 第二周实验课:a. 学生将在第一周实验基础上，进一步设计实验方案，控制干扰并增加系统的稳定性。
b. 学生运行实验，观察系统的反馈效果，并记录数据进行分析。
c. 学生将与组员合作，完成实验报告并准备最终展示。
4. 第二周讨论课:a. 学生将分组展示实验报告和结果，讨论实验过程中遇到的问题和解决方案。
b. 学生将总结闭环控制系统的干扰与反馈原理，并提出对未来实践应用的建议。
评估方式:学生的评估将从实验报告、讨论表现和最终展示等方面进行综合评定，包括：1. 实验报告的完整性、分析能力和解决方案的有效性。
2. 讨论表现的积极性、思维深度和团队合作能力。
3. 最终展示的表达清晰度、逻辑性和结果展示效果。
作业要求:1. 学生需按时参加实验课和讨论课，并认真完成实验报告和最终展示。
2. 学生需积极参与讨论和合作，充分发挥团队协作精神。
3. 学生需具备一定的理论基础和实践能力，能够独立思考和解决问题。
通过本作业设计方案，学生将能够全面理解闭环控制系统的干扰与反馈原理，掌握实际应用中的关键技能和方法，提高问题解决能力和实践操作能力，为未来的学习和研究打下坚实的基础。
2019-2020年高中通用技术 闭环控制系统的干扰与反馈2教案 苏教版必修2
2019-2020年高中通用技术闭环控制系统的干扰与反馈2教案苏教版必修2教材：（凤凰国标教材）普通高中课程标准实验教科书通用技术（必修2）文档内容：闭环控制系统的干扰与反馈章节：第四单元控制与设计第三节闭环控制系统的干扰与反馈课时：第1课时一、教学目标1.知识与技能：了解闭环控制系统的干扰与反馈的各方面因素。
2.过程与方法：能结合身边的案例找出干扰的因素，并做出分析。
3.情感态度与价值观：培养学生对一个控制系统的理解能力和分析能力，并能从物性到理性过渡，能对学习与人生产生干扰影响的因素进行分析。
二、教学重点1.能结合案例分析找出影响简单控制系统的干扰因素。
2.熟悉闭环控制系统中反馈环节的作用。
3.学会分析干扰在控制系统的影响，反馈在技术发明和革新中的作用。
三、教学难点1.对干扰系统的全面细致的分析。
2.反馈环节的使用。
四、教学方法本课通过“案例分析法”，采用启发式、讲述式、分析等多种教学方式，以课程目标为依据，努力提高教学的生动性和逻辑性，激发学生的学习兴趣，提高学生的注意力，使学生能够自己建构出本课的知识点。
五、学习方法本节课的教学对象是刚刚对控制系统有了初步的了解学生，对控制的干扰还蒙着一层神秘的面纱。
好奇心较强，思维活跃，虽然他们的生活经验不是很丰富，但根据他们现有的认知水平和认知风格还是很容易接受本节课的内容。
本课教给学生的学法是“分析案例—合作探究—得出结论—思维扩展”。
六、设计思想教材分析1.知识结构分析本节将控制系统置于真实环境中，引入干扰的概念，并通过典型案例，分析和归纳了克服干扰因素的方法，在此基础上引入反馈概念，并对闭环控制系统的作用进行了重点探讨。
2.知识发生发展过程分析本节知识发生的条件是控制系统工作的真实情景，如骑车、温度控制等，教材通过对真实情景干扰因素的分析、具体问题的解决建构知识，对此，教学上要注意领会和把握。
3.知识学习意义分析通过本节学习，有助于理解真实的控制系统的工作条件和工作过程，为简单控制系统的设计和改进打下基础。
高中通用技术《闭环控制系统的干扰与反馈》教案 新人教版
浙江省衢州市仲尼中学高中通用技术《闭环控制系统的干扰与反馈》教案新人教版一、教材分析本课是《技术与设计2》的第四单元“控制与设计”的第三节“闭环控制系统的干扰与反馈”中的第三课时的内容，包括“功能模拟方法”和“黑箱方法”两部分内容。
功能模拟方法是以功能行为的相似性为基础建立模型，用模型模拟原型的功能和行为的一种方法。
教材首先以“加热炉温度的手工控制与自动控制”的比对案例来说明功能模拟方法。
温度能自动控制的加热炉系统在上一课时是已经分析探讨过的案例。
在这里重提就可以很好的与“手工控制加热炉”配对比较。
但考虑到“加热炉”对学生来说还是比较陌生，所以在上课时不采用这个案例，而是改用“人工驾驶与自动驾驶汽车”的案例做比对。
教材在后面又举了根据模型与人脑在功能行为上相似而实现对人脑的模拟的“国际象棋人机对弈”案例，从而使功能模拟方法更清晰的展现在我们面前。
在“黑箱方法”部分教材使用“中医看病”“挑西瓜”等贴切生活的案例把黑箱方法分析得非常的清晰明了。
教材引用这些生活化的案例就一子就把理论与人的距离拉近了，陌生感也没有了。
利用黑箱方法事物进行分析，可使许多繁杂的问题简单化，它是认识事物的一种有效方法。
教材内容的顺序编排也是比较合理的。
在前几课时分别介绍了“控制”“开环控制系统”“闭环控制系统”“干扰因素”“反馈”等内容，而这些都是学习探讨功能模拟方法与黑箱方法的前提基础。
二、学情分析在此前，学生学过了开环与闭环控制系统，对开环与闭环控制系统的组成也都有了一定的认识，这些再加上学生的生活经历都是学习本节的前提基础。
“人工驾驶汽车”“中医看病”“挑选西瓜、椰子、电视机”以及“机器人”都是学生熟悉的案例，正是以这些熟悉的案例做分析铺垫，才有可能降低理解难度。
本课主要通过大量的生活案例让学生在分析案例的过程中逐步掌握功能模拟方法与黑箱方法的思想的，但对于功能模拟方法的理解还是有一定难度的，所以在实施教学时需要想办法去突破。
《闭环控制系统的干扰与反馈》教学设计-【精品通用教辅文档】
闭环控制中的干扰与反馈教学目标：1、了解控制中存在干扰；2、学生能理解干扰的概念，掌握克服干扰的基本方法；3、综合所学的有关控制的知识，了解不同控制系统克服干扰的方法的优劣。
教学重点：1、了解实际控制系统中会存在干扰影响控制；2、让学生能够分析简单控制系统中的干扰，理解克服干扰的基本原则，分析克服干扰的具体方法，并结合开环和闭环控制进行对比；教学难点：1、分析克服干扰的具体方法；2、综合理解开环与闭环的优劣只是相对的，理解干扰不是全有害的。
教学过程：引入：复习与回顾【课件演示】简单回顾控制的分类和组成：1、控制系统的分类是什么？2、控制系统有哪几部分组成？【游戏引入】真正的控制系统在运行的过程中还会存在很多的因素影响：控制羽毛球降落游戏：1、在正常条件下降落。
2、在有侧风的条件下降落。
问题：如果不按正常条件下的降落方式还能正中目标吗？为什么？对比两种情况的异同：受外界影响，控制的行为受到影响。
新课教学：一、干扰因素1、干扰的概念【涵义】：干扰就是对控制系统的行为造成影响的有害的信号及扰动，即除给定量外，引起被控量量值变化的各种因素。
要点：系统行为、被控量量值变化；引起变化的各种因素。
2、干扰对控制功能的影响（1）、现实生活中的干扰的例子A、外界光线对投影效果的干扰（对周围的控制系统的分析，就近对课室投影的干扰分析，学生更有体验）B、轮船行使中的干扰（录像演示波浪对轮船的干扰）C、汽车驾驶的干扰（录像演示干扰的一个方面）（汽车行使中的干扰，比较常见，引导学生引发对交通控制的进一步思考，为后面的内容拓展到社会大环境设下伏笔）（2）、思考与分析（a）在出现干扰的情况下，开环控制系统和闭环控制系统哪种受干扰的影响小？为什么？闭环控制系统受影响较小，因为闭环控制系统能不断修正控制效果。
（b）举出一些由于干扰而使控制系统受到影响的例子。
雨天交通病毒攻击手机干扰飞机3、克服干扰的基本方法如何消除侧风对羽毛球下落的干扰？（呼应前面举的干扰，进一步思考克服干扰的方法）（1）克服的基本方法：a、消除干扰b、减弱干扰c、提高控制系统性能（2）小组讨论分析下列控制中的干扰，请同学们以小组为单位，讨论如何克服该控制系统中的干扰并对对方组的抗干扰方法发表自己的看法：第1、2大组：汽车驾驶第3、4大组：轮船行使（在学生讲解的同时演示教师对问题的解释）汽车驾驶：1、控制系统的克服措施：刹车、转向、鸣喇叭；2、针对干扰源的措施：加强国民交通意识；3、管理措施：交通部门设立道路隔离带、交通法加重对违章的处罚；轮船行使：1、环境因素：选择风平浪静的天气；2、轮船本身设计：改变轮船的长宽比、增加减摇鳍、船艏设计；（3）综合分析：闭环控制系统比开环控制系统具有更好的抗干扰能力，那么是否都应该用闭环控制代替开环控制？是否采用闭环控制主要看对控制系统的要求（如成本、控制要求）如空调和风扇的使用选择二、反馈•1.什么是反馈？•控制系统中，讲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，就是反馈（feedback）。
《干扰与反馈》教学设计
《干扰与反馈》教学设计【课题】干扰与反馈----《闭环控制系统的干扰与反馈》第1课时【教学内容】：1、控制系统的干扰因素2、反馈【对应的课程标准】：1、能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素、并作分析。
2、熟悉反馈环节的作用。
【教材分析】：本节课是苏教版《技术与设计2》第四章《控制与设计》第三节《闭环控制系统的干扰与反馈》第一课时的内容。
本节的教学内容包括“干扰因素”与“反馈”两部分内容，教材首先介绍“干扰因素”继而介绍闭环控制系统克服干扰因素的方法—反馈，闭环控制系统就是通过反馈环节克服干扰因素，从而使系统的被控量稳定在给定范围内。
干扰因素和反馈方法是闭环控制系统的两个重要的核心概念，在控制系统设计时，发现干扰因素，确定应对措施是十分重要的工作。
干扰因素对控制系统的影响情况是决定控制系统采用开环控制还是闭环控制的重要因素。
所以，本节在第四章的学习中起着承上启下的作用，对第四节《控制系统的设计与实施》有着非常重要的铺垫作用。
【学情分析】：学生通过第二节《控制系统的工作过程与方式》的学习已经对开环控制系统和闭环控制系统有了了解，知道了开环控制系统和闭环控制系统的主要区别，但这些知识还不足以帮助学生在进行控制系统设计时确定控制系统应采用开环控制还是闭环控制，本节课的知识就是为解决此问题而设置的。
干扰现象是学生在日常生活常见的一种现象，学生理解这部分内容并不困难，所以教师要结合大量的实例和现象，深入浅出、通俗易懂的讲授这部分内容。
【教学目标】：1、知识与技能（1）知道干扰因素的概念，结合实例，分析控制系统的干扰因素对控制系统影响的过程。
（2）知道常见的克服干扰因素的方法。
（3）能说出一个简单的闭环控制系统通过反馈方法抗干扰因素的过程。
2、过程与方法通过典型案例的分析，了解干扰因素对控制系统的影响和反馈的工作原理。
3、情感态度与价值观通过对日常生活中案例的分析，感受干扰和反馈在生活中的存在和应用，为下一步控制的设计奠定基础。
《闭环控制系统的干扰与反馈作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《闭环控制系统的干扰与反馈》作业设计方案第一课时一、设计背景闭环控制系统是自动控制系统中的重要组成部分，其稳定性和性能直接影响系统的工作效果。
在实际应用中，系统往往会受到各种干扰的影响，而反馈控制是一种有效的方式来抑止这些干扰。
因此，了解闭环控制系统的干扰与反馈原理对于工程同砚来说至关重要。
二、设计目标通过本次作业设计，旨在让同砚深度了解闭环控制系统的干扰与反馈原理，精通相关的数学模型和分析方法，培育同砚的问题解决能力和实际应用能力。
三、设计内容1. 理论部分：介绍闭环控制系统的基本原理，包括开环控制和闭环控制的差别，干扰对系统稳定性的影响，反馈控制的作用等内容。
2. 数学模型：给出一个闭环控制系统的数学模型，包括传递函数、状态空间方程等，让同砚能够通过数学方法分析系统的性能。
3. 干扰分析：设计一些干扰信号，如阶跃信号、正弦信号等，通过仿真软件对系统的响应进行分析，让同砚了解干扰对系统的影响。
4. 反馈控制：设计一些反馈控制器，如比例控制器、PID控制器等，通过调整参数来抑止系统的干扰，让同砚精通反馈控制的基本原理。
5. 试验部分：设计一些试验案例，让同砚在试验室中搭建闭环控制系统，通过调整参数来观察系统的响应，并进行分析和总结。
四、设计步骤1. 同砚通过进修资料和教室讲解，了解闭环控制系统的基本原理和数学模型。
2. 同砚利用仿真软件对系统的干扰和反馈控制进行分析，精通相关的分析方法和技巧。
3. 同砚在试验室中搭建闭环控制系统，进行试验操作和数据采集，通过试验结果对理论知识进行验证和实践。
4. 同砚依据试验结果和分析，撰写试验报告，总结闭环控制系统的干扰与反馈原理，提出自己的见解和建议。
五、设计评判本次作业设计旨在培育同砚的动手能力和实践能力，通过理论进修、仿真分析和试验操作的结合，让同砚深度了解闭环控制系统的干扰与反馈原理，提高他们的问题解决能力和工程实践能力。
同时，通过试验报告的撰写和评判，增进同砚的思维能力和表达能力的提升。
《闭环控制系统的干扰与反馈作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《闭环控制系统的干扰与反馈》作业设计方案第一课时一、概述闭环控制系统是自动控制领域中的重要概念，其通过反馈控制实现对系统输出的稳定控制。
在实际应用中，系统往往会受到各种干扰的影响，因此对干扰的抑制和反馈控制的设计显得至关重要。
本作业设计方案旨在帮助学生深入理解闭环控制系统中干扰与反馈的关系，提高他们的设计能力和解决问题的能力。
二、作业内容1. 了解闭环控制系统的基本原理和结构；2. 研究闭环控制系统中干扰的种类和影响；3. 分析闭环控制系统中反馈的作用和重要性；4. 设计一种针对干扰的反馈控制策略；5. 使用仿真软件（如MATLAB）对设计的闭环控制系统进行模拟实验；6. 分析实验结果，总结干扰与反馈之间的关系。
三、作业要求1. 按照指导老师的要求完成作业设计方案的撰写；2. 深入研究闭环控制系统的理论知识，结合实际案例进行分析；3. 清晰明了地阐述干扰与反馈的概念及其在闭环控制系统中的作用；4. 设计的反馈控制策略需要具有一定的创新性和实用性；5. 模拟实验结果需要准确可靠，对比实验数据进行详细分析与讨论。
四、作业流程1. 阅读相关理论书籍和文献，深入了解闭环控制系统的干扰与反馈；2. 设计反馈控制策略，确定实验的具体步骤和参数设置；3. 使用仿真软件进行实验模拟，记录实验数据；4. 对比不同情况下的实验结果，分析干扰对系统稳定性的影响；5. 撰写实验报告，提出改进建议和未来研究方向。
五、作业评分标准1. 理论知识掌握（30%）：对闭环控制系统的干扰与反馈理论有深入的理解；2. 设计方案创新（20%）：设计的反馈控制策略具有一定的创新性；3. 实验完成度（20%）：实验步骤和参数设置合理，实验数据准确可靠；4. 结论和讨论（20%）：对实验结果进行详细分析和讨论，提出合理的结论；5. 文字表达与排版（10%）：论述清晰明了，文责一致、格式规范。
六、参考资料1. 《现代控制理论》2. 《自动控制原理与系统》3. 《控制系统工程》七、总结通过本次作业设计，学生将能够深入理解闭环控制系统中干扰与反馈的关系，提高自己的设计能力和解决问题的能力。
高中通用技术 闭环控制系统的干扰与反馈3教案 苏教版必修2
闭环控制系统的干扰与反馈教材：（凤凰国标教材）普通高中课程标准实验教科书通用技术（必修2）文档内容：闭环控制系统的干扰与反馈章节：第四单元控制与设计第三节闭环控制系统的干扰与反馈课时：第2课时一、教学目标1. 理解闭环控制系统的工作过程2. 理解开环控制系统和闭环控制系统区别二、教学重点闭环控制系统的工作过程，绘画简单的闭环控制系统的方框图。
三、教学难点控制器、执行器等环节的作用，闭环控制系统与开环控制系统的区别。
四、教学方法讲授、实践、任务驱动。
五、设计思想本节内容在《控制与设计》一单元中起到举足轻重的作用，不仅可使学生对闭环控制系统的工作原理和和过程有深刻的认识，而且对开环控制系统与闭环控制系统的比较有清晰的理解。
六、教学准备烘箱、画架等七、教学过程闭环控制系统工作过程[介绍]：闭环控制系统就是系统的输出端与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。
闭环控制系统是通过反馈环节克服干扰因素而使系统达到稳定。
[核心]：通过反馈来减少被控量(输出量)的偏差。
[案例分析]：阅读书上案例[思考设计]：家用抽水马桶是一个典型的闭环控制系统的水位控制。
[思考]：在水箱的水位控制系统中，控制量还可以有其他选择吗？为什么？（控制量是进水阀的流量。
放水、蒸发是干扰。
）闭环控制系统的特点：（1）系统输出量对控制作用有直接影响。
（2）有反馈环节，并应用反馈减小误差。
（3）当出现干扰时，可以自动减弱其影响。
[flash课件演示]：加热炉的温度自动控制系统：[实物展示]：烘箱温度自动控制系统。
首先用热电偶来代替温度计来测量温度的值，然后对温度的比较，当小于恒温箱给定时，就增大加热装置的电流；相反当大于恒温箱给定时，就减小电流。
这样恒温箱就能保持给定的温度。
加热炉的温度自动控制系统的结构图：小结：闭环控制系统的特点是，控制精度较高，系统能够实时监控输出端，及时调整输入端，在生产和生活中应用广泛，主要用于各种自动化控制。
通用技术ⅱ人版4.3闭环控制系统的干扰与反馈教学设计
通用技术ⅱ人版4.3闭环控制系统的干扰与反馈教学设计【一】教学目标1.能结合案例找出妨碍简单操纵系统运行的要紧干扰因素，并作分析；2.熟悉闭环控系统中反馈环节的作用；3.通过典型闭环操纵系统的分析，熟悉闭环操纵系统的差不多组成及工作过程；4.能识读和画出简单的闭环操纵系统的方框图，理解其中的操纵器、执行器的作用；5.逐步形成理解和分析闭环操纵系统的一般方法，学会使用逆推法分析问题。
【二】教学内容分析本节是“操纵与设计”第三节的内容，其内容包括“闭环操纵系统的干扰与反馈”、“闭环操纵系统的差不多组成及工作过程”、“闭环控系统的方框图”。
闭环操纵系统相关于开环控系统要复杂些，但闭环操纵系统因其操纵准，自动化程度高，有着“神奇”的操纵效果，对学生来说也同样具有一定的吸引力，成为学生进一步学习的动力。
本节学习重点偏重于对闭环操纵系统反馈环节的作用的体会，及学会用系统框图来关心分析和理解闭环操纵系统。
【三】学习者分析1.明白什么是开环操纵系统，什么闭环操纵系统；2.熟悉开环操纵系统的差不多组成及工作过程；3.在和学习开环操纵系统过程中，学会了用系统框图来关心分析和理解开环操纵系统的组成和工作过程，及用系统框图来抽象概括开环操纵系统的特征；4.对分析闭环操纵系统有一定的畏难情绪；5.对闭环操纵系统“神奇”的操纵效果充满的好奇心，有着进一步了解其内部组成和工作原理的欲望。
教学策略1.通过实物模型演示闭环操纵系统“神奇”的操纵效果，激发学生的学习兴趣；2.通过课堂小试验亲身体验“反馈”的作用；3.采纳逆推法引发学生的思维，关心分析闭环操纵的差不多组成和工作过程；4.淡化对概念或定义的描述，侧重机理的分析。
【五】教学资源预备实物模型、相关图片资料、技术试验工具、材料等六、教学过程序号教学步骤教师活动学生活动一情景导入特别多同学都会发明在一些比较高的楼房顶上都有一个蓄水塔。
平时要往水塔里抽水，假如要人亲自去水塔上开关水阀门是不是特别麻烦呢？我们学习了操纵的有关知识，明白我们完全能够用一个操纵装置来实现抽水的自动操纵。
4.3闭环控制系统的干扰与反馈(一)
[思考]：在水箱的水位控制系统中，控制
量还可以有其他选择吗？为什么？
讲解：闭环控制系统的特点:
1)系统输出量对控制作用有直接影
响。
七、教学反思：
本节课内容相对抽象，对于干扰，反馈等概念学生理解起来难度较大，所以在教学中采用生活中刮风下雨的事例引入，通过“贴鼻子”游戏让学生感受反馈的作用。
教学过程中课堂气氛活跃，学生基本都能掌握知识点。
不足：学生可以在案例中轻松感受干扰，反馈，但是，一遇到实际问题需要解决时，就会有些不知所措，主要还是学生的技术素养有一定的差距，有待师生共同努力提高这方面的知识积累。
闭环控制系统的干扰与反馈教案
闭环控制系统的干扰与反馈
一、教学目标
1. 知识与技能目标
（1）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
（2）熟悉闭环控系统中反馈环节的作用。
（3）能识读和画出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。
2. 过程与方法目标
（1）通过课堂小试验亲身体验“反馈”的作用。
（2）通过典型闭环控制系统的分析，熟悉闭环控制系统的基本组成及工作过程。
（3）逐步形成理解和分析闭环控制系统的一般方法，学会使用逆推法分析问题。
3. 情感态度与价值观目标
（1）通过“神奇”的自动控制装置，感受科技的魅力，形成和保持探究控制系统的兴趣与热情。
（2）通过对闭环控制系统的探究，形成勇于探索敢于创造优良品质。
二、教学重难点
重点：对闭环控制系统反馈环节的作用的体会，及学会用系统框图来帮助分析和理解闭环控制系统。
难点：分析闭环控系统的基本组成及工作过程
三、教学方法
演示法、逆推分析法、游戏法
四、教学资源准备
相关图片资料、PPT，水箱flash
五、教学过程
学生回答，教师总结飞机在受到风和电磁波干扰的时候出现的反应，
出干扰因素的概念。
在日常生活中，干扰是时常存在的
3. 案例分析：加热炉的温度控制系统
提问：在加热炉的温度控制系统中，可能有哪些干扰因素，系统是如何克服干扰使炉温稳定在给定的范围内的？其控制量是什么？控制量可以有其他选择吗？
4. 思考
如果请你设计一个温室的温度控制系统，你将选择什么作为控制量？。
闭环控制系统的干扰与反馈教案
一、教案基本信息教案名称：闭环控制系统的干扰与反馈教案课时安排：2课时（90分钟）教学目标：1. 让学生理解闭环控制系统的概念及其基本组成部分。
2. 让学生了解干扰在闭环控制系统中的影响。
3. 让学生掌握反馈在闭环控制系统中的应用和作用。
4. 培养学生分析和解决闭环控制系统问题的能力。
教学重点：1. 闭环控制系统的概念及其基本组成部分。
2. 干扰在闭环控制系统中的影响。
3. 反馈在闭环控制系统中的应用和作用。
教学难点：1. 闭环控制系统中干扰的分析和处理。
2. 反馈机制的设计和优化。
教学准备：1. 教学PPT。
2. 相关教学案例或实例。
3. 闭环控制系统仿真软件（可选）。
教学过程：第一课时：一、导入（10分钟）1. 引导学生回顾控制系统的相关知识，如开环控制系统和闭环控制系统。
2. 提问：什么是闭环控制系统？它有哪些基本组成部分？二、讲解闭环控制系统的基本组成部分（20分钟）1. 讲解闭环控制系统的基本组成部分，包括控制器、执行器、传感器和被控对象。
2. 强调闭环控制系统相较于开环控制系统的优势。
三、分析干扰在闭环控制系统中的影响（25分钟）1. 讲解干扰的定义和类型。
2. 分析干扰对闭环控制系统的影响，如降低系统稳定性和准确性。
3. 举例说明常见干扰及其对闭环控制系统的影响。
四、案例分析（20分钟）1. 提供几个闭环控制系统的实际案例，让学生分析其中的干扰因素。
2. 引导学生思考如何减小或消除干扰对闭环控制系统的影响。
第二课时：一、讲解反馈在闭环控制系统中的应用和作用（20分钟）1. 讲解反馈机制的定义和作用。
2. 强调反馈在提高闭环控制系统稳定性和准确性中的重要性。
二、分析反馈mechanisms design（25分钟）1. 讲解反馈mechanisms design的基本原则和方法。
2. 分析不同的反馈mechanisms design在闭环控制系统中的应用。
3. 举例说明反馈mechanisms design对闭环控制系统性能的影响。
高二通用技术闭环控制系统的干扰与反馈学案分析
高二通用技术《闭环控制系统的干扰与反馈》学案分析高二通用技术《闭环控制系统的干扰与反馈》学案分析一、教学目标 1. 知识与技能目标 (1) 知道功能模拟方法与黑箱方法都是研究控制系统的常用方法。
(2) 了解功能模拟方法与黑箱方法在控制系统中的应用。
2. 过程与方法目标 (1) 通过“汽车全自动驾驶”与“人工驾驶”的类比分析理解功能模拟方法。
(2) 通过“挑椰子”“判别计算机性能”等案例的分析，了解黑箱方法的应用。
3. 情感态度和价值观目标 (1) 懂得功能模拟方法与黑箱方法在控制领域的重要作用。
(2) 将功能模拟方法特别是黑箱方法有意识的渗透到今后的问题分析当中。
二、教学重点：功能模拟方法与黑箱方法在控制系统的设计与分析中应用。
三、教学难点：1. 功能模拟方法的理解。
2. 功能模拟方法与黑箱方法在控制系统的设计与分析中应用。
四、教学方法：教授、案例分析、任务驱动。
五、设计思想 1. 教材分析本课是《技术与设计2》的第四单元“控制与设计”的第三节“闭环控制系统的干扰与反馈”中的第三课时的内容，包括“功能模拟方法”和“黑箱方法”两部分内容。
功能模拟方法是以功能行为的相似性为基础建立模型，用模型模拟原型的功能和行为的一种方法。
教材首先以“加热炉温度的手工控制与自动控制”的比对案例来说明功能模拟方法。
温度能自动控制的加热炉系统在上一课时是已经分析探讨过的案例。
在这里重提就可以很好的与“手工控制加热炉”配对比较。
但考虑到“加热炉”对学生来说还是比较陌生，所以在上课时不采用这个案例，而是改用“人工驾驶与自动驾驶汽车”的案例做比对。
教材在后面又举了根据模型与人脑在功能行为上相似而实现对人脑的模拟的“国际象棋人机对弈”案例，从而使功能模拟方法更清晰的展现在我们面前。
在“黑箱方法”部分教材使用“中医看病”“挑西瓜”等贴切生活的案例把黑箱方法分析得非常的清晰明了。
教材引用这些生活化的案例就一子就把理论与人的距离拉近了，陌生感也没有了。
《闭环控制系统的干扰与反馈作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《闭环控制系统的干扰与反馈》作业设计方案第一课时一、设计背景闭环控制系统是摩登自动化控制系统中的重要组成部分，其稳定性和性能受到干扰的影响是一个重要的探究领域。
干扰是闭环控制系统中的一种常见问题，需要通过反馈来进行补偿和抑止，以提高系统的稳定性和鲁棒性。
因此，本作业设计旨在援助同砚深度了解闭环控制系统的干扰与反馈机制，并通过实践精通相关知识和技能。
二、设计目标1. 了解闭环控制系统中的干扰类型及影响；2. 精通利用反馈来抑止干扰的方法和技巧；3. 提高同砚实际动手能力和问题解决能力。
三、设计内容1. 理论进修：同砚将通过教室教学进修闭环控制系统中的干扰来源、类型、影响以及反馈抑止的原理和方法。
2. 试验设计：设计一组闭环控制系统试验，通过改变不同干扰源的大小和频率，观察系统响应特性，并实行不同的反馈控制策略来抑止干扰。
3. 试验数据分析：同砚将分析试验数据，比较不同反馈控制策略的效果，总结干扰与反馈之间的干系。
四、试验步骤1. 搭建闭环控制系统试验平台，包括传感器、执行器、控制器等设备。
2. 设置干扰源，模拟系统受到外部干扰的状况。
3. 调整控制器参数，观察系统响应特性。
4. 分别接受比例控制、积分控制和比例积分控制等不同反馈控制策略，比较试验结果。
5. 记录试验数据，绘制响应曲线和控制曲线。
6. 分析数据，总结干扰与反馈之间的干系，撰写试验报告。
五、评判标准1. 试验设计的合理性和创新性；2. 试验数据的准确性和完备性；3. 数据分析的逻辑性和深度；4. 试验报告的明晰度和好用性。
六、参考资料1. 《控制系统工程导论》，周志华，清华高校出版社；2. 《摩登控制理论与应用》，刘慕国，机械工业出版社；3. 《自动控制原理与设计》，潘建伟，电子工业出版社。
七、总结与展望通过本次试验设计，同砚将深度了解闭环控制系统的干扰与反馈机制，提高了实际动手能力和问题解决能力。
期望同砚能在实践中不息探究，深化理论熟识，不息提高自身的科研能力和创新能力。
中学高二通用技术《43控闭环控制系统的干扰与反馈》第二课时教案
浙江省衢州市仲尼中学高二通用技术《4.3 控闭环控制系统的干扰与反馈》第二课时教案【教材分析】本课是《技术与设计2》的第四单元“控制与设计”的第二节“闭环控制系统的干扰与反馈”中的第三课时的内容，包括“功能模拟方法”和“黑箱方法”两部分内容。
功能模拟方法是以功能行为的相似性为基础建立模型，用模型模拟原型的功能和行为的一种方法。
教材首先以“加热炉温度的手工控制与自动控制”的比对案例来说明功能模拟方法。
温度能自动控制的加热炉系统在上一课时是已经分析探讨过的案例。
在这里重提就可以很好的与“手工控制加热炉”配对比较。
但考虑到“加热炉”对学生来说还是比较陌生，所以在上课时不采用这个案例，而是改用“人工驾驶与自动驾驶汽车”的案例做比对。
教材在后面又举了根据模型与人脑在功能行为上相似而实现对人脑的模拟的“国际象棋人机对弈”案例，从而使功能模拟方法更清晰的展现在我们面前。
在“黑箱方法”部分教材使用“中医看病”“挑西瓜”等贴切生活的案例把黑箱方法分析得非常的清晰明了。
教材引用这些生活化的案例就一子就把理论与人的距离拉近了，陌生感也没有了。
利用黑箱方法事物进行分析，可使许多繁杂的问题简单化，它是认识事物的一种有效方法。
教材内容的顺序编排也是比较合理的。
在前几课时分别介绍了“控制”“开环控制系统”“闭环控制系统”“干扰因素”“反馈”等内容，而这些都是学习探讨功能模拟方法与黑箱方法的前提基础。
【学情分析】在此前，学生学过了开环与闭环控制系统，对开环与闭环控制系统的组成也都有了一定的认识，这些再加上学生的生活经历都是学习本节的前提基础。
“人工驾驶汽车”“中医看病”“挑选西瓜、椰子、电视机”以及“机器人”都是学生熟悉的案例，正是以这些熟悉的案例做分析铺垫，才有可能降低理解难度。
本课主要通过大量的生活案例让学生在分析案例的过程中逐步掌握功能模拟方法与黑箱方法的思想的，但对于功能模拟方法的理解还是有一定难度的，所以在实施教学时需要想办法去突破。
《闭环控制系统的干扰与反馈作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《闭环控制系统的干扰与反馈》作业设计方案一、设计目标：本作业旨在让学生通过实践操作，深入了解闭环控制系统中干扰与反馈的作用，提高他们的实践能力和问题解决能力。
二、设计内容：1. 理论进修：学生起首需要通过教室进修和资料阅读，了解闭环控制系统的基本原理、干扰的产生与影响、反馈控制的作用等相关理论知识。
2. 实验设计：设计一个简单的闭环控制系统实验，包括一个传感器、一个控制器和一个执行器。
学生需要在实验中模拟干扰的产生，观察干扰对系统的影响，并通过反馈控制来减小干扰对系统的影响。
3. 实验操作：学生需要按照实验设计的步骤进行实验操作，记录实验数据，分析实验结果，总结干扰与反馈的干系。
4. 实验报告：学生需要撰写实验报告，包括实验目标、实验原理、实验步骤、实验数据、实验结果分析和结论等内容。
三、设计步骤：1. 理论进修：学生在教室进修闭环控制系统的基本原理和干扰与反馈的作用，通过资料阅读深化理解。
2. 实验准备：老师准备实验所需的材料和设备，包括传感器、控制器、执行器等。
3. 实验操作：学生按照实验操作步骤进行实验，记录实验数据，并进行实验结果分析。
4. 实验报告：学生撰写实验报告，包括实验目标、实验原理、实验步骤、实验数据、实验结果分析和结论等内容。
四、评判标准：1. 实验操作：学生操作规范、数据记录准确。
2. 实验分析：学生对实验结果进行合理分析，能够清晰表达干扰与反馈的干系。
3. 实验报告：实验报告内容完备，结构清晰，语言流畅，逻辑性强。
五、作业要求：1. 作业设计方案需在规守时间内完成，按时提交。
2. 实验操作和数据记录需认真细致，确保实验结果准确可靠。
3. 实验报告要求符合学术规范，内容全面详实，结论明确。
六、参考资料：1. 《自动控制原理》2. 《控制系统工程》3. 《闭环控制系统的干扰与反馈》相关资料七、备注：本作业设计方案旨在帮助学生深入理解闭环控制系统中干扰与反馈的作用，提高他们的实践能力和问题解决能力。
高中通用技术第四单元 第三节《闭环控制系统的干扰与反馈》 教案.doc
高中通用技术技术与设计2 (苏教版)
第四单元控制与设计
第三节闭环控制系统的干扰和反馈
教材分析
一、教材分析：
（一）本节内容的地位、作用：
本节内容是苏教版《技术与设计2》第四单元第三节闭环控制系统的干扰与反馈。
本节是在学生对控制的系统有一定认识的基础上具体的阐述闭环控制系统的干扰与反馈的辩证关系，是控制系统的具体应用章节，是本单元的一个重点，也是一个难点。
本节内容为后面的第四节控制系统的设计与实施奠定了理论基础。
（二）本节内容分析：
本单元在开环控制系统之后给出闭环控制系统，这就自然地引出对干扰因素的分析和反馈环节的理解。
本节内容由“干扰因素、反馈、功能模拟方法、黑箱方法”四部分组成，是学生理解控制系统的重点和难点，其中干扰因素和反馈是闭环控制系统的两个重要核心概念，并通过大量的实例和现象，深入浅出、通俗易懂的向学生介绍功能模拟方法和黑箱方法。
本节主要通过大量典型案例的分析，提升学生对技术的认识，有利于发展学生良好的逻辑思维品质。
二、课标中对内容标准的有关要求：
（一）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
（二）针对简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。
（三）针对简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。
（四）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
三、课时安排：3课时
用心爱心专心。
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闭环控制系统的干扰与反馈教学设计
1．教材分析及教学设计介绍
本节是在学生对控制系统有一定认识的基础上具体的阐述闭环控制系统的干扰与反馈的辨证关系，是全书的重点章节，也是控制系统的具体应用章节章节。
为以后学习的控制系统的设计等内容奠定了理论基础。
【教学目标】
知识目标：了解闭环控制系统的干扰与反馈的各方面因素
能力目标：能结合身边的案例找出干扰的因素，并作出分析。
情感目标：培养学生对一个控制系统的理解能力和分析能力，并能从物性到理性过渡，能对学习与人生产生干扰影响的因素进行分析。
【重点与难点】
重点：学会分析干扰在控制系统的影响，反馈在技术发明和革新中的作用。
难点：干扰系统的全面分析，反馈环节的使用。
【教法设计】
本课通过“案例分析法”，采用启发式、讲述式、分析等多种教学方式，以课程目标为依据，努力提高教学的生动性和逻辑性，激发学生的学习兴趣，提高学生的注意力，使学生能够自己建构出本课的知识点。
【学法设计】
本节课的教学对象是刚刚对控制系统有了初步的了解学生，对控制的干扰还蒙着一层神秘的面纱。
好奇心较强，思维活跃，虽然他们的生活经验不是很丰富，但根据他们现有的认知水平和认知风格还是很容易接受本节课的内容。
本课教给学生的学法是“分析案例——合作探究——得出结论——思维扩展”。
【教学资源准备】
教学相关资料的准备，包括文本（骑自行车的干扰分析，学生生活经验）、图片（各种自行车图片、影响因素图片）；教师演示教学课件。
课件容纳一些图片和例子说明。
图片可以从网上下载，也可以把书中照片用数码相机拍摄，通过电脑处理后使用。
【教学策略】
根据本课的教学目标，我采用教师讲授，媒体演示，任务驱动，学生自主思考、合作讨论等多种教学方法相结合的策略。
2．教案
【创设情境、导入新课】
做一个简单的调查：每天上学骑自行车的感受？乘车的感受等？
在送乘飞机出行时，为什么不能说祝你一路顺风，（活跃课堂气氛，激发学生的求知欲。
）
大部分同学应该是有风的影响，从而联系到本节课的内容：干扰因素，同时乘车也有干扰，而且不论是骑自行车还是乘车干扰因素不止一个，有主要的，有次要的。
这节课我们就研究研究闭环控制系统的干扰与反馈。
【新课教学】
1、干扰因素
本环节通过对二个典型的案例的分析，由学生归纳闭环控制系统的干扰与反馈。
再联系实际生活，由学生列举生活中的例子，证明他们的观点。
案例一：逆风中骑自行车。
案例二：飞机飞行。
结论：在控制系统中，干扰因素一定有，可能有一个，也可能有若干个
案例三：战士在大风大雨中进行射击练习。
扩展讨论：生活中还有哪些例子说明“闭环控制系统的干扰是存在的，是不可避免的”？
马上行动：对电冰箱这个系统的分析，干扰因素，对干扰因素的控制，
扩展讨论：通过分析，增加对电冰箱的了解，进而了解生活。
案例分析：电视机的工作。
从学生看电视的经历来分析，引导，让学生从电视内容中走出来，关注电视的相关技术与控制。
对于城市的学生可以分析自动扶梯的升降控制，农村的学生可以分析蔬菜大棚的温度控制。
结论：干扰因素有时要控制，有时还要利用。
让学生讨论，生活中的一些个干扰因素，哪些要克服？，哪些可以利用？哪些干扰不能克服，也不能利用？
2、反馈
什么是反馈？
从学生的学习、考试与同学、老师的交流来谈反馈。
还要以自行车为例，风这个干扰因素，对骑自行车的人产生的效果，来分析反馈的定义。
画反馈的方框图：
分析几个反馈产生的影响，画出反馈的示意图。
至少要练习四个，加深印象。
骑自行车，电冰箱工作控制，驾驶员开车，某一次考试与成绩。
通过这些分析，得出结论，反馈对系统有一定的控制作用。
（引出下一个知识点）闭环控制系统的工作过程：
从反馈的方框图中，进一步的分析就可以理解了，关键是方框图的应用。
可以用书中的案例，但如果使用书中第一个案例一直分析下来，使教学有一定的连续性，再结合书中的例子，加以提升，要结合学生的实际，书中的两个案例较
专业，学生没有见过这样的东西，分析起来难度会大一些。
此处建议以电冰箱为重点来分析。
关键：找了一个主要的能检出变化量的干扰因素，
结论：能克服外界干扰，使被控量在给定值附近。
扩展：控制的范围大小，控制的速度，是现代高科技的体现。
●冰箱温度的控制范围，电脑CPU的温度的控制范围。
●运动物体的控制。
控制的范围，控制的速度均不一样。
3、功能模拟方法
用手动控制代替自动控制的方法，控制器代替人脑实现了需要的控制，执行器代替了人手实现了控制功能，检测器代替了人眼实现了检测的功能。
结构模拟与功能模拟：
模拟是人类认识和改造客观世界的主要途径之一，是重要的认知方法。
功能模拟是要求模型和原型之间在功能和行为上相似。
用模型实现原型的某些功能，模型本身就是研究的主要目的。
即主要研究用什么样的模型去实现原型的某些功能，从而为人类创造出有用的技术系统。
4、黑箱方法
中医看病的方法。
买西瓜的方法。
通过这两个案例的分析，了解对无法打开与不能打开的事物内部的认识的方法，这样的方法的应用还有哪些，让学生充分的去想象、分析。
【课外拓展】
为了加深学生对知识的记忆、理解，我对本节课中学生在学习过程中所分析的问题做以简单的总结，并以“电冰箱的控制原理”的案例再现本节课的重点内容。
鼓励学生全面的、辨证的分析问题。