4.1 了解控制 课件-2022-2023学年高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计2

第四章：控制及其设计 湄潭县求是高级中学 本章学习目标 理解控制、控制系统的含义及其在生活和生产中的应用。 了解手动控制、自动控制和智能控制的特点。 熟悉简单开环控制、闭环控制的基本组成和工作过程，了解反馈的基本原理。 理解控制系统中控制器、执行器和被控对象等的作用，能用方框图对一个控制系统进行表达。 能够分析简单的被控对象的基本特征，确定被控量、控制量。 能进行简单的控制系统的设计，并制作一个简单的控制装置、能够对设计方案进行优化。 了解简单的干扰现象及其对控制功能的影响，了解克服干扰的基本方法 第一节：了解控制 学习目标 技术意识：知道控制在生产和生活中的广泛应用，感受控制技术与生产、生活的密切联系。 工程思维：能通过分析控制系统实例，了解不同类型控制系统的特点，会辨析手动控制、自动控制、智能控制、开环控制和闭环控制。 图样表达：会看简单的控制系统结构图，理解其工作原理和控制过程 创新设计：能描述简单控制系统的工作原理与工作过程 物化能力：能对一个简单控制实例(如电灯开关等 )进行组装 思考：什么是控制？控制的目的是什么？ 天宫空间站 一、控制 控制技术及其组成的系统在我们生活中普片存在，他们为人们的美好生活和高效工作提供了便利。 案例分析：简易磁控系统 体验目的：体验控制技术的特点，应用领域。 材料准备： 实验工具：电洛铁，焊锡丝。 实验步骤：将元器件按照如图所示的电路图连接，然后用小磁铁靠近干簧管，观察发光二极管的变化。 在日常生活中，我们都在有意或无意的进行着控制，如“情绪控制”、“温度控制”、“速度控制”等。 控制的基本概念 实际上，我们希望某一事物按照自己的意愿发展，就要对其进行干预，这样根据自己的目的，通过一定的方法使事物朝着期望的目标发展，就形成了控制。 二、手动控制 如果控制过程必须在人的直接干预下才能完成的任务（如射箭、鼠标、开车控制等），我们称之为手动控制。 手动控制是我们最常用的一种控制方式，它的特点是结构相对简单，成本也较低。由于手动控制需要人直接或间接的干预，所以控制的效果往往与控制者的技能高低、心理状态、生理状态、外部环境等因素有较大的关系。但由于人的高度智能，手动控制又能完成很多其他控制方式不能完成或很难完成的任务，如在复杂环境下汽车、飞机的驾驶等。 三、自动控制 如果控制过程不需要人的干预，就能达到期望的控制效果，则称为自动控制。 四、智能控制 智能控制的定义有很多种，其中一种观点认为智能控制是一类无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的自动控制。智能控制是控制技术与理论发展的高级阶段，主要用来解决那些在复杂系统中用传统方法难以解决的控制问题。这些问题的求解过程与人脑的思维过程有一定的相似性，即具有一定程度的“智能”。 五、开环控制和闭环控制 能将控制的结果反馈回来与期望值进行比较，并根据它们的误差调整控制作用的控制过程，称为闭环控制。而不能将控制的结果反馈回来影响控制作用的控制过程，称为开环控制。将控制结果反馈回来的部分，称为反馈环节。 闭环控制过程中由于能对控制进行不断修正，所以一般能够得到较好的控制效果。但闭环控制中存在反馈环节以及要进行反馈量与期望值的比较运算，所以结构较为复杂，成本也较高。当对控制的精度要求不高或组成系统的器件稳定性较高时，采用开环控制也能得到预期的效果。如家用电风扇的转速控制、房间电灯开关的控制等，都属于开环控制。 课后习题 1.工业革命和控制技术有什么关系?请查阅相关资料，谈谈你的看法？ 2.什么是智能控制?请举例说明？ 3.自动控制一定是闭环控制吗?请举例说明。 4.如果将射箭训练及比赛作为一个控制过程，从控制技术的角度分析这个过程是属于开环控制还是闭环控制?为什么? $