通用技术 控制系统的工作过程与方式
控制系统的工作过程与方式
二控制系统的工作过程与方式学习目标节次考试内容考核要求考试属性控制系统的工作过程与方式①简单开环控制系统的基本组成和工作过程必考＋加试c②闭环控制系统的基本组成 b③简单的闭环控制系统的方框图 c④控制器和执行器的作用 c一、控制系统控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系．二、开环控制系统1．概念：输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。
2．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．3．方框图：输入量―控制器执行器――→控制量被控对象→输出量输入量：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：控制系统中所要求控制的装置或生产过程。
输出量：控制系统所要控制的量。
三、闭环控制系统的基本组成1．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。
2．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(检测装置有的开环系统也有)。
3．特征：系统的输出端与输入端信号之间存在一个回路——反馈回路。
4．简单的闭环控制系统的方框图5．检测装置：检测输出量(被控量)并将其返回到输入端。
6．比较器：将给定量与所检测的被控量进行比较，求出偏差值，往往和控制器集成到一起。
四、开环控制系统与闭环控制系统的比较1．开环控制系统输入量到输出量之间的信号是单向传递的，它对输出量的控制精度较低，但它具有结构简单、成本低、容易实现等优点。
2．闭环控制系统的输入量和输出量之间还有一个反馈环节，它们形成一条闭合回路。
它对输出量的控制精度较高，但它结构复杂、成本高，主要用在要求较高精度和高可靠性的控制中。
例1(2016·浙江4月学考)根据消防要求，仓库、图书馆等场所都要安装火灾自动报警系统。
当烟雾探测器检测到的烟雾浓度超过设定值时，电子开关被接通，报警器发出声光信号进行报警。
控制系统的工作过程与方式
必修2 技术与设计 2
根据示意图及描述，分析自动扶梯系统控制过程，在方框图 中“______”处填写相应的内容。
【解析】 控制系统的题目要注意控制过程原理的描述和控 制过程示意图，然后再结合控制方框图，就比较容易找出各 组成装置和信号量。 【答案】 ①检测传感器检测到是否有人的信号 ②电动机和传动装置 ③扶梯 ④运行速度
泳池； (4)_执__行__器___：即直接对 被控对象进行控制的装置或元件，如进
水阀门； (5)_控__制__器___：即对输入信号进 行处理并发出控制命令的装置或
元件，如控制电路 ；
(6)_控__制__量___：即 执行器的输出信号，如流过阀门的水 量。
栏目 导引
必修2 技术与设计 2
2．闭环控制系统的基本组成 概念：闭环控制系统是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。由概念可知，控制系统的输出量 对控制产生影响是判断工作方式(闭环 or 开环)的准绳。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、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。同样，从控制三要素入手，先根据目的找对象， 明确输出量，接着逆向找到执行器和控制器，再看是否有检 测输出量的检测装置(没有检测输出量的肯定是开环控制)， 然后判断这个检测量是否返回到输入端对控制产生影响，有 影响的才是闭环控制。
汽车的 测速
பைடு நூலகம்超速汽
速度 雷达 ―→ 电脑 ―→ 摄像头 ―→车信息
测速雷达测量车速，经判断超速后，电脑控制摄像 头，将超速车辆的信息记录下来
栏目 导引
控制 控制 系统 类型
普通高中学业水平考试通用技术总复习资料
一、会考要求1． 1 基本要求（1）知识与技能《课程标准》对知识与技能的要求如下：①理解技术的性质，了解技术的发展历史和一些最新的技术成果以及技术在生活和生产中的应用，能正确认识技术对人们日常生活及社会产生的正反两方面的影响，具有正确使用生活中一些常用技术的基本技能。
②了解技术设计的基本知识，初步掌握技术设计的一般程序和基本技能，了解它们在日常生活和工农业生产中的应用，能对技术设计的过程、方案和成果作出比较全面的评价。
③能从技术设计的角度理解结构、系统、流程、控制的一般概念，了解简单的结构设计、系统设计、流程设计、控制设计的基本知识，以及这些知识与日常生活和工农业生产的内在联系和广泛应用。
④了解技术语言的种类及其应用，能绘制和识读一些简单的技术图样，会使用几种常用的规范的技术语言进行交流。
⑤熟悉一些常见材料的属性及加工方法，能根据设计要求选择材料和工具，能根据设计方案制作产品或模型。
⑥具有初步的技术试验的操作技能，能进行基本的技术测试和技术指标测量，会写简单的技术测试和技术试验报告。
高中通用技术会考的知识内容主要由技术设计的基本知识、技术基本概念和基本原理等组成，知识范围包括“技术与设计1”、“技术与设计2”两个模块。
通用技术会考注重考查学科基本能力。
通用技术学科基本能力包括以下几个方面：①技术设计能力：指制定设计方案，并用技术图样等技术语言来表达的能力。
②技术制作能力：指根据设计方案和已有条件选择合适的加工工艺进行作品制作的能力。
③技术试验能力：指对产品进行技术试验，并写出试验报告的能力。
④技术评价能力：指对技术问题的发现、明确，设计方案的选择以及设计的评价的能力。
⑤技术应用能力：指运用所学的技术知识、思想方法解决简单的实际问题的能力。
（2）过程与方法通用技术会考包含考查过程与方法。
通用技术过程与方法包括以下几个方面：①经历将人们的需求和愿望确认为值得解决的技术问题、并形成设计方案的过程，初步学会从技术的角度提出问题、解决问题，能多角度提出解决问题的方案。
高二通用技术会考复习题
【例题】 如图所示是一个农业温室。要设计 该温室的温度自动控制系统，下列器件中不需 要用到的是( A )
A．安全监控摄像头 B．温度传感器 C．加热器 D．温度控制器
如图所示为某校学生设计制作的自动取汤机，能保持 汤的温度在一定范围内。按一下取汤按钮，就自动落 下一只碗，并放出一定量的汤在碗中。在该自动取汤 机的温度控制系统中，不需要的器件是( D )
【练习】 如图所示是上海世博会“智能化垃圾气力 输送系统”中的垃圾桶，桶内装有容量传感器，当 垃圾达到桶容积的80%时，该信息传输到垃圾处理 控制中心，中心启动千米外的抽风机开始抽气，将 垃圾吸往“垃圾收集站”。关于这个控制系统，下 列说法正确的是( C )
A．执行器是容量传感器 B．控制器是抽风机 C．被控对象是桶内垃圾 D．设定值是实际吸出的垃圾量
压力变送器检测储气罐中的压力值，该值被送自到动控报制警器装，置与 (1)该设系定压统力除值了进压行力比自较动，控控制制子器系根统据以偏外差，值还控有制_变__频__气__泵_子的系转统 和自速定动，上排从限气而时装使，置储就。气发罐出的报实警际信压号力，达并到自设动定排值气。当压力值超出设 (2)根据示意图及其描述，补充完整压力自动控制系统方框图。
对系统的影响：影响被控量的变化
被控量（输出量）：就是 控制系统要控制的量。也 干扰因就素是有说：这供个水系水统压要（控1制分的）、出水量（1分） 对系统是的什影么响量： 影响实际水位的变化（1分）
控控执制制行器量器：：：即就对即是输执入直行信接器号对的进被输行控处出对理信并象号发进出行控控制制命的令的装装置置和和元元件件
电量传感器
(2)为防止充电座被其他物体遮挡或防止机器人进入后无返回的 路线，设计师们常需要对常用家具底部高度与家具支撑脚宽度做 大量的科学分析与数学统计，这体现了系统分析_科__学__性____原则。
通用技术必修2说课稿 控制系统的工作过程与方式
通用技术必修2说课稿控制系统的工作过程与方式
《控制系统的工作过程与方式》说课稿
一、教材分析
（一）教材地位及作用
《普通高中技术课程标准》的叙述和分析
具体内容活动建议目标动词
开环与闭环的工作过程与方式收集并分析生活中的案例，讨论、探究控制系统工作过程知识性：分析
教材内容及地位分析
选择教材：顾建军主编，江苏教育出版社出版的《普通高中课程标准实验教科书通用技术必修2》
教材内容：第四章《控制与设计》第2节《控制系统的工作过程与方式》 内容地位：通过上一节控制的手段与应用的学习,学生对控制已有基本的认识，在这节,将对控制做更进一步的探究,分析开环与闭环控制系统的差异,并由此得出控制系统中更具一般性的描述方法,让学生对控制有更进一步的理解，为控制系统的设计与实施的开展奠定基础。
（二）教学目标
1、知识与技能
结合具体案例,分析开环与闭环控制系统的工作过程
开环控制与闭环控制系统的区别。
苏教版高中通用技术会考复习资料(必修一-必修二)
必修1第一单元走进技术世界一、技术的价值1、技术对人类的价值：技术:是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造。
它具有（保护人）、（解放人）和（发展人）的作用。
2、技术对生活、生产、文化等方面的影响：技术促进（社会生产）的发展。
技术丰富（社会文化）内容。
技术改变（社会生活）方式。
是推动社会发展和文明进步的主要动力之一。
3、技术对自然的价值：（1）依靠技术人类得以（利用自然）和（改造自然），并与自然保持和谐共处的友好关系。
（2）人类利用技术开发、改造自然时，应把握合理的尺度，要注意对自然的保护，不能忽视技术或产品对环境可能造成的负面影响。
二、技术的性质1.技术的发展与发明和革新关系：技术的基本特性：目的性、创新性、综合性、两面性、专利性。
技术的发展需要创新，技术创新表现为（技术革新）和（技术发明）。
2.技术与科学的区别与联系：技术与科学的区别与联系科学是对各种事实和现象进行观察、分类、归纳、演绎、分析、推理、计算和实验，从而发现规律，并予以验证和公式化的知识体系技术则是人类为了满足自身的需要和愿望对大自然进行的改造科学促进了技术的发展，技术推动了科学的进步。
4．知识产权在技术领域的重要作用：知识产权是人们基于自己的智力活动创造的成果和经营活动的标记、信誉而依法享有的权利。
狭义的知识产权包括（著作权）、（专利权）、（商标权）三部分。
专利申请步骤：提交申请阶段→受理阶段→初审阶段→公布阶段→实审阶段→授权阶段第二单元技术世界中的设计一、技术与设计的关系1．设计的内涵：设计：是基于一定设想的、有目的的规划及创造活动。
2．技术与设计的关系：①设计是技术成果转化的桥梁和纽带。
②设计促进技术的革新。
二、设计中的人机关系1．人机关系的含义：当我们使用物品时，物品就与人产生了一种相互关系。
这种相互的关系就称为人机关系。
2．人机关系在设计中要实现的目标：①高效②健康③舒适④安全3．在设计中如何合理运用人机关系：①考虑到普通人群和特殊人群②考虑静态的人与动态的人的关系③满足人的心理需求和生理需求（例：办公空间一般应以冷色调为主，空间处理要简洁明快，以求产生严谨、高效的工作氛围。
高中通用技术会考知识点
高中通用技术会考知识点高中通用技术是一门注重培养学生创新思维和实践能力的学科。
在会考中，涉及到的知识点众多，以下为大家详细梳理。
一、技术的性质1、技术的目的性任何技术的产生和发展，都是人类有意识、有目的活动的成果。
比如，人们发明电灯是为了在黑暗中获得光明。
2、技术的创新性创新是技术发展的核心。
技术创新常常表现为技术革新和技术发明。
技术革新是在原有技术的基础上进行改进，而技术发明则是创造出全新的技术。
3、技术的综合性技术具有跨学科的性质，它综合了多种学科的知识。
例如，计算机技术就融合了数学、物理学、电子学等学科的知识。
4、技术的两面性技术既可以给人们带来福音，也可能给人们带来危害。
比如，农药的使用能提高农作物产量，但也可能造成环境污染和对人体健康的损害。
5、技术的专利性技术的发明创造受到法律的保护，专利权就是一种保护形式。
二、设计的基本原则1、科学性原则设计要遵循科学规律，比如材料的力学性能、电器的电学原理等。
2、实用性原则产品要能够满足人们的实际需求，具有实用价值。
3、创新性原则设计要力求创新，以新颖独特的方式解决问题。
4、安全性原则产品在使用过程中不能对人造成伤害，要保障使用者的安全。
5、经济性原则在满足设计要求的前提下，尽量降低成本，提高经济效益。
6、美观性原则产品的外观造型要美观，给人以美的享受。
7、可持续发展原则设计要考虑资源的合理利用和环境保护，实现可持续发展。
三、人机关系1、人机关系的含义人机关系是指人在使用物品时，人与物品之间产生的相互关系。
2、人机关系要实现的目标高效：在设计中，要使人和机器能够高效地协同工作。
健康：产品的设计要有利于人的身体健康。
舒适：让人在使用产品时感到舒适。
安全：保障人的安全是人机关系的重要目标。
3、如何实现合理的人机关系首先要考虑人的生理需求和心理需求，然后根据不同人群的特点进行设计。
四、技术试验1、技术试验的重要性技术试验是技术研究不可缺少的基本方法和手段，它可以为设计提供依据，检验设计是否可行。
高中通用技术苏教版 必修2课件 闭环控制系统的工作过程
• 执行器：直接对被控对象进行操作的装置或元件。 • 控制量：执行器的输出信号。 • 输出量：（被控量）控制的结果。 • 比较器：将输出量与输入量进行比较。 • 检测装置：检测被控量，送给比较器。
闭环控制在日常生活中应用
----空调
比
较
热量或
实
设定 器
加热器和 冷气
际
温度
输出量：实际水压
闭环控制系统
判断下列控制中属于什么控制系统?
光控路灯的控制
开环控制系统
自动感应门的控制
开环控制系统
自动烘手机
开环控制系统
红外自动水龙头控制 红绿灯的控制
开环控制系统 开环控制系统
音乐喷泉
开环控制系统
电热饮水机
闭环控制系统
农业大棚内的湿度控制
闭环控制系统
归纳总结
1、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，
开环控制系统的方框图
输入量 控制器 (给定量)
执行器 控制量 被控对象 被控量 (输出量)
闭环控制系统的方框图
输量
比较器 +
控制器
(给定量) -
执行器
控 制 量
被控对象
被控量 (输出量)
检测装置
闭环控制系统的组成
被控对象： 根据控制系统的名称，就可以确定。 输入量： 正式操作的第一步。 • 控制器：接收输入量，经过计算与决策，
输出量（被控量）： 控制的结果
给游泳池注水。
• 方法1：使用定时器控制进水管。时间到，就关闭
进水管 • 控制过程由时间决 输出（实际定水。位）不影响控制过程。
• 方法2：使用水位探测装置控制进水管。 • 当实际水位达到设定的水位，就关闭进水管；否
控制系统的工作过程与方式
《控制系统地工作过程与方式》教案设计方案一、教案目标分析＜一）通过学生周边实例地分析，理解控制系统地含义•＜二）掌握开环控制系统地基本组成和工作过程，学会开环控制系统方框图地画法•＜三）对学生进行技术思想和方法地指导，使学生获得大智慧•二、教案内容分析本课教案内容为苏教版《技术与设计2》第四单元“控制与设计”地第二节“控制系统地工作过程与方式”地第1课时.从总体上看，“控制与设计”这个单元按照控制地手段一一控制系统一一控制系统地设计这样地思路来组织教材内容.上节课让学生对控制手段和控制应用有所了解,下节课要让学生进一步学习闭环控制系统地基本组成和简单地工作过程，因此,本课教案非常关键，是承上启下地核心内容.课程标准规定，通用技术课程地主要教育目标是培养和提高学生地技术素养，而技术素养中技术思想和方法又占有极其重要地地位.本课教案除了继续加深对技术与设计地知识深度和技能程度外,更是培养技术思想和方法地很好地平台和载体.我们知道,生活中有许多简单控制系统地实例，因此,本课教案要从学生生活经验出发，从实例分析入手，归纳出对控制系统地一般认识，了解两类控制系统，即开环控制系统和闭环控制系统,特别是要对开环控制系统地工作过程、方框图、重要参数进行分析.本课要突出地重点是：对控制系统和开环控制系统地理解以及用方框图描述开环控制系统地工作过程.本课要突破地难点是开环控制系统地工作过程分析.三、学习对象分析学生已具有电学基础知识和系统、控制等基本概念，具有观察和使用简单控制系统地生活体验,这些知识和经验为教案中为学生寻找教材以外地案例提供了条件，同时也为电灯、亮度可调灯、声控灯等开环控制系统实验操作地顺利进行提供了可能.四、教案策略分析＜一）让学生地自发地、主动地学习.本课教案中以“芝麻芝麻”声控制开门控制系统等问题解决为主线，激发学生地认知，引导学生自发地、主动地解决问题.＜二）创设情境.引导学生分析生活中地开环控制系统工作过程和方框，加强学生工作过程和方框图地理解和应用能力＜三）通过“闭上眼睛写字”等实验让学生体会开环控制系统输入与输出地关系和工作过程•五、教案资源准备多媒体教案设备、PPT课件、电灯、亮度可调灯、声控灯电路材料等六、教案过程教师：本节课我们学习控制系统和开环控制系统【板书】：控制系统开环控制系统＜一）教师引导学生活动1、“搜集我们周围使用控制技术地实例”活动情况交流引入：回顾一下，上节课我们学习了控制，什么是控制？控制是人们为了使事物向期望地方向发展所采取地什么？手段•改革开放以后，技术飞速发展，人民生活水平有了很大地提高•我们地社会，我们地家庭地许多产品运用了控制技术•上节课我布置同学们搜集周围使用控制技术地实例，同学们能不能把你搜集到地控制技术说一下？请几个学习活动小组组长汇报“搜集我们周围使用控制技术地实例”活动情况•可以使用电子稿•第10组搜集地是《阿里吧吧和四十大盗》故事中地“芝麻开门”.故事里面主人公阿里吧吧对着门说一声“芝麻芝麻，开门吧！”，门就开了，这是个用声音控制开门地例子•教师：这是一个富有想象力地故事，这个故事出自哪部名著？技术发展到今天我们能把它变成现实吗？由上述实例引导学生归纳控制系统概念2、控制系统用以完成一定控制任务地元、部件地组合.控制系统地输入输出之间有一定地对应关系控制系统老师：不管什么控制系统都是为了实现人地意图•同学们面对自然现象，不要怨天尤人，要增强人对自然现象地控制意识•问题提出：这些控制系统是怎样组成地？他们地工作过程是怎样地？输入输出之间有怎样地对应关系？这个也就是本节课地教案内容，下面我们来进行探究•3、探究<1）耿雨虹同学为组长地学习活动小组把电子稿拷贝到电脑里面并且通过教室里地多媒体教案系统放映在大屏幕上•【大屏幕】“搜集我们周围使用控制技术地实例”学习活动卡由耿雨虹同学讲解：控制目地、控制对象、控制系统地组成<2）要求学生分别画出电灯、亮度可调灯、声控灯地电路图，马上行动，找3个同学到黑板上画.<3）连接线路并进行实验找3个组<1、3、5组）同学按照电路图分别连接电灯、亮度可调灯、声控灯地电路•连接线路后进行实验•教师提示学生在接通电源前务必要进行检查•可能有地同学感到奇怪，徐老师怎么教起物理来了，我今天要教大家地不是串联电路，而是控制系统.<二）教师引导学生对常规灯与声控灯进行对比研究1、不同点和共同点教师：下面我们来探究一下它们地不同点，科学家地一个特点就是善于发现事物地不同点.电灯中电流与开关操作之间地关系，可以表示为：常规灯：关（开关>——无电流,灯灭.开（开关>――有电流,灯亮.照明用地常规灯，具有几种状态？两种，点亮与熄灭.对应开关有几种状态？两种，开和关.开一一有电流，灯亮,关一一无电流，灯灭.对于亮度可调灯来说，可以表示为：亮度可调灯：关（开关 >——无电流,灯灭开（开关>――有电流,灯亮电阻减小——电流增大，亮度增加对于声控灯来说，开关通过声传感器来操纵声控灯：无声--- 无电流，灯灭.有声有电流,灯亮.老师：不同点在哪里？引导学生：不同点输入量、输出量不同，它们地组成不同.老师：同学们，我们来比较一下，它们地共同点在哪里？谁来归纳它们地共同点？科学家地另一个特点就是善于归纳共同点，我们知道,牛顿名言：“我之所以比别人看得更远，是因为我站在巨人地肩膀上.”牛顿三定律就是牛顿在前人实验地基础上归纳出来地.引导学生：＜共同点）输出与输入之间存在一种单向地逻辑关系有输入才有输出，有付出才有收获，输入是因，输出是果,输入和输出是因果关系.共同点在哪里？引导学生：共同点表现在技术上可以看成控制系统，可以使用相同地方框图来描述.老师：能使用相同地方框图来表示吗？引导学生：用下面地方框图表示.12、进一步探究一一由声控灯控制系统到一般控制系统方框图老师：控制系统是怎样工作地？我们来探究一下声控灯控制系统地组成画出控制过程方框图由具体到抽象：在这个控制系统中控制器、执行器、被控对象分别是什么？引导学生：控制器、执行器、被控对象分别是声传感控制器、常开（断开〉接点、灯泡.【板书】：1教师对学生进行技术思想和方法地指导，使学生获得大智慧：由声控灯控制系统到一般控制系统方框图由具体到抽象地一个重要地思想和方法.开环控制系统方框图是对开环控制系统工作过程地总结和概括，如果说我们学习声控灯控制系统方框图只学到一个案例，那么,我们理解了开环控制系统方框图就等于学习了无数个同类型案例.如何让学习变成一件很快乐地事情？同类型题不需要做成百上千道，有数道练习就可以了，重要地是掌握做这一类型题地方法.3、教师结合声控灯控制系统引导学生归纳开环控制系统概念：提问：声控灯控制系统输出量对系统地控制产生影响吗？没有.控制系统地输出量不对系统地控制产生任何影响.这种控制系统就叫做开环控制系统.＜三）知识迁移——由抽象到具体请写出“芝麻开门”声控开门系统地控制方框图，有兴趣地同学课后可以制作模型，把神话变成现实.谁不懂写，请举手.当你明确“芝麻开门”声控开门系统是开环控制系统之后方框图你可以把开环控制系统方框图拿出来，想一想,控制器、执行器、被控对象分别是什么?引导学生写出:＜四）小实验：闭上眼睛写“控制系统”四个字.徐老师是在教小学生吗？不是•要求学生体验输出、输入、控制器、执行器、被控对象分别是什么•输入量：老师地指令输出量：所写地字引导请你写出“闭上眼睛写字”地控制过程方框图•对比开环控制系统地方框图分析：大脑一一控制器，手一一执行器，笔一一被控对象我们说闭上眼睛写字就是开环控制•请同学们课后去实验：睁开眼睛写“控制系统”四个字•思考：闭上眼睛写字与睁开眼睛写字地区别在哪里？为什么？以色列地“定点清除”，能够把炮弹打到几千公里以外地行驶地汽车，这是为什么？是不是炮弹长了“眼睛”？对了，正是炮弹长了“眼睛”，这不是普通炮弹，而是导弹•导弹打得准是因为它具备了自动修正地能力•睁开眼睛写字是否具备自动修正地能力？从而提出新问题：在控制系统中如何才能具备自动修正地能力？这就是我们下节课程要学习地闭环控制系统＜五）练习1生活中还有哪些开环控制系统？2、要求学生应用一般开环控制系统方框图在以下控制系统中任选公共汽2个画出其控制方框图车车门控制系统•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•闹钟定时控制系统.自动烘手机控制系统游泳池注水控制系统七、【板书设计】：1学生画地电灯、亮度可调灯、声控灯地电路图八、教案反思开环控制系统在生产、生活中具有重要意义，本节课通过对开环控制系统中控制过程地分析，帮助学生理解控制系统和开环控制系统，并学会应用简单地开环控制方法来解决问题，使学生地逻辑思维品质得到了发展.本节课不是从概念入手，讲什么是控制系统，什么是开环控制系统，工作过程如何、框图如何画等,而是从实例入手，通过做实验，与学生共同分析、归纳，从而得出开环控制系统工作过程.本节课对学生进行技术思想和方法地指导，从而使学生获得大智慧•课堂上从学生寻找生活中开环控制事例到学生动手实验再到开环控制系统特征和框图地归纳环环相扣，设计流畅,学生始终参与全程教案活动，能引导学生思维步步深入,从提出问题、分析问题到解决问题，符合高中学生认知规律•本节课为下节课“闭环控制系统”地教案埋下了伏笔，为后续课程地学习打下了良好基础•。
4.1 控制的方式与应用 课件-高中通用技术苏教版(2019)必修《技术与设计2》
01 控制的手段
P108 马上行动 请举例说明，在你的生活中，还有哪些属于控制的事例，并填写下表
控制装置
控制目的
控制对象
控制手段
红外水龙头自动出水装 置
控制水龙头的开关
水龙头
红外线发射管发出的红外线由于人体手的摭挡反射到红外线 接收管,通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲 电磁阀,电磁阀接受信号后按指定的指令打开阀芯来控制水 龙头出水。否则，停止出水
音响的音量控制装置
音量的调节
音响
旋转音量按钮
燃气热水器温度控制装
置
调节出水的水温
热水器Leabharlann 改变燃气火头的大小喷洒农药的喷雾器装置 给庄稼除虫 喷雾器
操作喷雾器的手柄
01 控制的手段
控制的实现需要通过一定的手段。
分析下列控制现象是自动控制还是人工控制 : (1) 摇动铲辘，提取井水； (2) 用气筒给自行车的轮胎充气； (3) 电梯的上下运行控制； (4) 农用灌溉抽水机抽水的控制。
02 控制的应用
小结
一、控制的手段 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，使事物向期望的目标发展。 2.控制的三大要素： 对象、目的、手段 二、控制的应用 结合书本 P110-112 的例子
谢谢!
第四单元
控制与 设计
PART ONE
控制的方式 与应用
PART TWO
开环控制系统 的工作过程
PART THREE
闭环控制系统 的工作过程
PART FOUR
控制系统的 设计与实施
01
控制的方式与应用
1.控制的含义 2.控制的应用
山东省新泰市第二中学2011-2012学年通用技术 控制系统的基本组成与工作过程(课件)
压 缩 机 检测装置
冷 藏 室
输出温度
输入量
声传 感控 制器
开(断 开)接 点
灯泡
输出量
给定量
比较器
×
﹢ ﹣
控 制 电 路
电流
（时 序控 制装 置）
红 绿 灯
灯亮、灭时 序
检测装置
提示：
1、家用缝纫机的缝纫速度控制系统组成：缝纫机 踏板、传动装置、缝纫部件。 2、电冰箱的温度控制系统组成：控制电路、压缩 机、冷藏室、检测装置。 3、走道路灯的声光控制系统组成：声传感 控制器、常开(断开)接点、灯泡。 4、交通路口自动控制系统组成：控制电路、 时 序控制装置、红绿灯、检测装置。
开环电子控 闭环电子控 制系统 制系统
2008.4
电子表 电取暖系统 空调 程序控制洗衣机 可调亮度的台灯 智能洗衣机 电热水器
马上行动：
判断下列控制系统是否属于 闭环控制系统，画出方框图。
否 是 否 是
2008.4
输入量
缝纫机 踏板
传动装 置
缝纫 部件
输出量
设定温度
比较器
×
﹢ ﹣
控 制 电 路
空气温度
案例分析：空调器温度控制系统
炎炎夏日，人们采取各种消暑措施消暑，空调 是第一选择。那么，空调器是如何控制温度的呢？ 它的工作过程又如何呢？ 如设定温度为25oC，室内温度如果高于25oC， 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；当温度达到设定温度时，控制电路发出 信号，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，它是闭环控制系统。
2008.4
请根据空调器的工作过程，试画出 其温度控制系统的方框图。
【公开课课件】苏教版高中通用技术选修一：1.2电子控制系统的组成和工作过程-课件(共26张PPT)
检测 部分
检测被控对象的变化，将 其转变为电信号、并反馈 到控制(处理)部分
各种传感器
课堂小结
本节我们从对比分析两种路灯控制系统的 基本组成入手，再通过搭接一个路灯自动控制 的电子模型，使同学们知道电子控制系统的基 本组成，并能用方框图分析生活中常见的电子 控制系统的工作过程。
电子控制系统各组成部分的功能及常用器件
组成部分 输入 部分
功能
将采集的非电量变化转变
为电量变化
常用器件
各种传感器
控制(处 理)部分
对送入的电信号进行比较、 具有各种控制功能的电子 分析和处理，并发出指令 电路(或微处理器)
输出 部分
执行控制(处理)部分的指令， 电磁继电器、晶闸管等 进行某种操作，实现某种功 能
智能化的红绿灯电 子控制系统
环形感应器
全自动洗衣机进水
控制系统
水位传感器
控制（处理） 部分
输出部分
电子电路
红绿灯开关
电子电路
电磁开关
马上行动(p10)：
电子计算机的组成
键盘、鼠标、话筒、摄像头、手写板、扫描仪等
输入：
控制（处理）： 主机 输出： 显示器、扬声器、打印机等
[小组试验] 利用电子积木搭接一个光控路灯的模型。
【解析】 电子控制系统的工作过程包括输入、控制(处理)、 输出，台式电脑的输入是鼠标和键盘，光驱通过读取光盘可 作为输入，但通过刻录将电脑处理的信息保存在光盘上，也 是输出装置。台式电脑的工作过程是先有鼠标或键盘输入命 令，或通过光驱读取信息，经 CPU 作出比较和分析，最后 显示结果，若需要刻录则可通过光驱刻录新光盘，若有打印 命令就驱动打印机打印成稿。
用传感器把采集的
4.2控制系统的工作过程与方式
1、控制系统： 案例分析:自行车速度的控制的实现过程、电风扇 风速的控制过程、自动门的控制过程、遥控电视频道更 换的控制过程、航空模型的控制过程
一般的控制过程都有一个输入和一个输出。
定义：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。 特点：控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。
【生活案例】保温电饭锅的保温控制、空调的温度控 制等等 【生产案例】温室大棚、氨气生产的反应炉温控制等 等 【复杂案例简述】导弹防空系统，战斧巡航导弹的控 制
分类：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： 【利用前面的案例和普通游泳池注水控制系统控 制过程分别引出两个名词：输入量和输出量】 控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响， 这种控制系统成为开环控制系统。 开环控制系统抽水控制系统
3、闭环控制： 【讨论：在游泳池注水控制系统增加水位测量设 备和改变控制对象后，控制系统的过程与前面的开环 控制过程有何区别，输出量输入量之间产生了什么关 系和作用。】 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。 闭环控制系统方框图：
控制系统的工作过程与方式 - 副本
任课教师：周卓娇
第四单元 控制与设计
控制系统的工作过程 与方式
归纳总结
简单开环控制系统的方框图
在控制系统中，为了分析的方便，常采用方框图来表示系 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位置、 功能和相互之间的关系。 控制量 输出量 控制器 执行器 被控对象 输入量 输入量：即控制系统的给定量。 控制器：即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：即直接对被控对象进行控制的装置或元件。 控制量：即执行器的输出信号。 被控对象：即控制系统中所要求控制的装置和生产过程。 输出量：即控制系统所要控制的量。
西 罗 的 自 动 门
祭坛 点火 水罐 （1，2） 转动轴 （3）
旋转量
庙门
打开 庙门
游泳池注水
如果进水管的进水量是均匀的， 游泳池中的水位高度与进水的 时间是一一对应的。我们可以 在注水口处装一个定时器，通 过定时器来控制注水的水位。
设定注 水时间 （输入）
水流量
定时器
进水阀
游泳池
游泳池 的水位 （输出）
游泳池
-
游泳池 的水位
3 闭环控制系统
定义：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
是比较器，比较器将给定量与所检测的被控量进行比较，求出 偏差值；控制器将这一偏差值进行运算处理，并向执行器下达控制 指令；执行器根据指令对被控对象进行控制，从而使被控量稳定在 一定的范围内。
游泳池注水
（改进后方案）
在开环控制方式下，如果进水变小了，游泳池 中的水就没有加够。如果进水变大了，游泳池中的 水就会满出，造成水源浪费。 在游泳池中增加一个检测水位的装置，根据检 测的数据与给定的数据进行比较，当实际水位低， 继续进水，否则，关闭进水阀。
《技术与设计2》控制系统的工作过程与方式
游泳池注水控制系统方框图：
定时器 进水阀门
（1）定义：控制系统的输出量不对系统的控制 产生任何影响，这种控制称为开环控制系统。
浙江省兰溪市第三中学 陈永新
（2）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。
自动门的控制系统
列举你所知道的开环控制系统。 开环控制系统的方框图
输入量
控制器 执行器 控制量 被控对象
输出量
水泵抽水控制系统 普通家用电饭煲的煮饭控制
通电信号 开关
加热盘
温度
内锅
温度升高 （煮饭）
浙江省兰溪市第三中学 陈永新
玩具活动猴的控制
1.宾馆、酒店的自动叫醒服务控制系统。 2.火灾自动报警控制系统。 客人 信息 烟雾 信号
设置电 脑程序
计算机
电话机
铃声 叫醒 报警 信号
浙江省兰溪市第三中学 陈永新
简单闭环控制系统的方框图
给定量 + 比较器 控制器 控制量 被控 执行器 对象
-
被控 量
检测装置
P106判断下列控制系统是否属于闭环控
制系统，画出方框图。
希罗的自动门
祭坛 点火
+
比较器
-
水罐 重锤
旋转
转动轴
检测装置
庙门
庙门 开启 关闭
浙江省兰溪市第三中学 陈永新
区别开环、闭环的游戏：在黑板上画了一个没有
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。
浙江省兰溪市第三中学 陈永新
自行车行 驶的速度是如 何控制的？
苏教版通用技术必修二教案：《控制系统的工作过程与方式》
苏教版通用技术必修二教案：《控制系统的工作过程与方式》控制系统的工作过程与方式教材：（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）章节：第四单元控制与设计第二节控制系统的工作过程与方式课时：第1课时一、教学目标1.通过案例分析，归纳控制系统的基本特征；2.了解开环控制和闭环控制的特点；3.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4.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和闭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。
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。
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。
让学生本着“回想—分析—联想—猜想”的思维过程，对教学内容进行步步展开，使学生亲历自主探索和思维升华的过程。
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、教学用具：多媒体设备、相关图片资料等六、教学过程序号教学步骤教师活动学生活动1情景导入设置情景：走进教室，开灯，关灯；从最平常的事例开始激发兴趣2控制系统的基本特征1.提问：（1）刚才灯为什么亮了又灭了？电风扇为什么转得快了呢？（2）刚才是怎样控制灯和电风扇的？（3）控制系统有什么共同特征？先引导学生归纳出控制系统的基本特征再在此基本上并画出其简单框图：2.马上行动指出下列事例是否是控制系统，如果是控制系统，请指出系统的输入、输出分别是什么？（1）电饭煲（2）脱粒机（3）红外线自动水龙头回答：因为老师在控制的回答：老师通过拔动开关控制灯的亮和灭，通过风扇的挡位控制风速归纳：一个输入信号（如手拔开关）对应着一个输出信号（如灯亮或不亮）讨论、交流，分享结论3开环控制系统与闭环控制系统1.从游泳池的注水控制引出开环控制与闭环控制给游泳池注水，我们可以有哪些控制方式？这些控制方式有什么缺陷？2.计时器控制虽然实现了自动控，但准确度不高，请同学们分析计时器控制为何出现控制不准确的情况，怎样使游泳池准确达到给定水位？3.开环控制系统与闭环控制系统（1）开环控制系统：没有反馈，信息单向传递举例：电风扇速度控制、用计时器控制注水（2）闭环控制系统：有反馈，信息流向形成一个闭合环路讨论，得出：人工控制——费人力计时器自动控制——控制准确度不高分析，得出：当多人用水时进水管水压小,进水流量变小,时间到了还没有加到设定的水位。
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3,闭环控制系统 ,
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 控制过程产生影响的控制系统称为闭环控 制系统. 制系统. 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 + 输入量 控制量
控制器
执行器
被控对象
输出量
检测装置
特点:信号传递是闭合回路. 特点:信号传递是闭合回路.
(1)普通家用电饭煲的煮饭控制. )普通家用电饭煲的煮饭控制.
接通电源 (输入) 输入)
机械与磁 性控制
温度
电热丝
电饭煲
煮 饭 输出) (输出)
(2)公共汽车车门的开关控制. )公共汽车车门的开关控制.
接通电源 (输入) 输入) 气压
开关
电磁阀门
车门 推动活塞) (推动活塞)
开/关 关 (输出) 输出)
例如:游泳池注水控制系统. 例如:游泳池注水控制系统.将输入由设 定注水时间改为设定游泳池水位
比较器 给定水位 + (输入) 输入) 水流量 游泳池的 水位 (输出) 输出)
控制器
电磁阀门
游泳池
检测装置
开环控制系统与闭环控制系统的区别: 开环控制系统与闭环控制系统的区别: 开环控制系统 区别 信号传递是单向的 闭环控制系统 信号传递是闭合回路
特点: 特点 信号的传递 是单向的. 是单向的.
输入量:控制系统的给定量. 输入量:控制系统的给定量. 控制器: 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. 的装置或元件. 执行器: 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. 控制量:执行器的输出信号. 被控对象: 被控对象:控制系统中所要求控制的装置或生 产过程. 产过程. 输出量(被控量) 控制系统中所要控制的量, 输出量(被控量):控制系统中所要控制的量, 也是控制系统的输出信号 控制系统的输出信号. 也是控制系统的输出信号.
马上行动
P102
指出表中所列事例是否属于控制系 如果是控制系统, 统,如果是控制系统,请指出系统的输 输出分别是什么? 入,输出分别是什么?
是否属于 控制系统 电饭煲 脱粒机 红外线自动 水龙头 输入 输出
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, 控制产生任何影响,这种控制系统 开环控制系统. 称为开环控制系统 称为开环控制系统.
例如: 例如:游泳池注水控制系统
设定注水 的时间 (输入) 输入) 水流量
定时器
电磁阀门
游泳池
游泳池的 水位 (输出) 输出)
案例分析 P103自动门的控制系统 自动门的控制系统
检测到是 否有人的 信号 (输入) 输入)
控制电路
电机
转动
自动门
门 开 或关 输出) (输出)
马上行动 P103 列举你所知道的开环控制系 统.
作业:P107 作业 练习1,2, 练习1,2,3
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开环控制系统可以由下面的方框图 开环控制系统可以由下面的方框图 来描述: 来描述:
控制量 输入量 (给定量 给定量) 给定量
控制器
执行器
被控对象
输出量 (被控量 被控量) 被控量
控制量与被控量的区别: 控制量与被控量的区别 控制量:执行器的输出信号. 控制量 执行器的输出信号. 执行器的输出信号 被控量:控制系统的输出信号 控制系统的输出信号. 被控量 控制系统的输出信号.
案例分析 P104 水泵抽水控制系统
接通电源 (输入) 输入) 水流量
电机
水泵
水管
水管排出水 (输出) 输出)
马上行动
P104
用方框图说明下列开环控制系统的工作过程. 用方框图说明下列开环控制系统的工作过程. (1)普通家用电饭煲的煮饭控制. )普通家用电饭煲的煮饭控制. (2)公共汽车车门的开关控制. )公共汽车车门的开关控制.
祭坛的火 点或灭
水流量
气压控制
虹吸
自动门
门 开或关
抽水马桶水箱控制系统的分析,并画出方框图 抽水马桶水箱控制系统的分析 并画出方框图. 并画出方框图
给定 + 水位
比较器
水流量
水箱的水位
机械控制
-
进水阀门
水箱
浮球
马上行动
P106
判断下列控制系统是否属于闭环控制系 画出方框图. 统,画出方框图.
控制系统 家用缝纫机的缝纫速度控制系统 电冰箱的温度控制系统 走道路的声光控制系统 交通路口红绿灯自动控制系统 是否属于闭 环控制系统 方框图
第四单元 控制与设计
一,控制系统的手段与应用 二,控制系统的工作过程与方法 三,闭环控制系统的干扰与反馈 四,控制系统的设计与实施
二,控制系统的工作过程与方法 1,控制系统 , 2,开环控制系统 , 3,闭环控制系统 ,
1,控制系统 ,
自行车行驶的速度控制是通过脚蹬,曲柄, 自行车行驶的速度控制是通过脚蹬,曲柄,链 中轴,链条, 轮,中轴,链条,飞轮等部件来实现.
脚踩的力 (输入) 输入) 脚蹬,曲柄,链轮, 脚蹬,曲柄,链轮, 中轴,链条, 中轴,链条,飞轮 行驶的速度 (输出) 输出)
电风扇的风速控制是通过改变电机的转速 来实现的. 来实现的.
风速的挡位 (输入) 输入) 电机, 电机,扇叶 风速 (输出) 输出)
任何一种控制的实现, 任何一种控制的实现,都要 通过若干个环节,这些环节就构 通过若干个环节, 成了系统,称为控制系统 控制系统. 成了系统,称为控制系统. 控制系统的输入与输出之间有一 控制系统的输入与输出之间有一 定的对应关系. 定的对应关系.