第四单元 控制及其设计 课件-2023-2024学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》

第四单元 控制及其设计 学习任务一 认识控制 学习任务二 知道控制系统 学习任务三 理解开环控制系统与闭环控制系统 任务一 认识控制 道路千万条,你要走哪条? 安全第一条 失控的汽车 乡间小路骑自行车 判断以下是否是控制? (2)射手拿起弓箭,瞄准靶心,使箭射中靶心。 (3)游泳池的水面总是保持一定的高度。 (1)卖油翁倒油。 1 √ 2 √ 4 事物的发展与变化具有多样性 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。 知识点2 (了解) 控制的三要素: 控制的目的 控制要达到什么目的 控制的对象 控制的对象是什么 控制的手段 采取什么控制手段 知识点1(了解) 什么是控制?(P113) 2)控制的对象是什么; 2、理解控制现象时要明确 1)控制要达到什么目的; 3)采取什么控制手段。 汽车 改变汽车行驶方向 转动方向盘推动转向杆,再带动车轮转向 汽车方向控制 控制装置 控制目的 控制对象 控制手段 感应式水龙头 楼道声控灯 自行车转向 灯的亮或灭 灯 声控传感器检测是 否有声音而自动亮灯 水龙头的开或关 水龙头 红外传感器检测是否红外线而自动控制出水 骑车转向 自行车 骑手转动车把带动车轮 7 (自动门) 自动控制 智能控制 人工控制 (无人驾驶) 智能控制 控制的执行部件 机械手柄、钢丝、刹车片 液压手臂 喷枪汽泵 电子线路板 控制 类型 按人的参与:人工控制 自动控制 按执行部件:机械控制 电力控制 电子控制 液压控制 气动控制 知识点3 (重点) 问题:洗衣机洗衣服属于人工控制还是自动控制? 问题:按执行部件,声控灯属于哪类控制? 控制的应用领域 大脑 球拍 手 定时器 水泵 出水管 控制系统 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了一个系统,称为控制系统。 任务二 理解: 输入与输出 定时器 水泵 出水管 设定浇水时间 出水 输出量 输入量 定时器 控制系统 知识点4 (重点) 指出表中所列事物是否属于控制系统,如果是控制系统,请指出 系统的输入、输出分别是什么? 是否控制系统 输入 输出 教室里的电灯 楼道声控灯 自行车减速 是 按开关 灯泡亮或灭 是 声音 灯泡亮 是 捏刹车手柄 车速降低 14 开环控制系统 定时浇水控制系统 定时器 水泵 出水管 设定浇水时间 出水 输出量 输入量 P121: 控制系统的输出量,不对系统的控制产生任何的影响,这种控制系统称为开环控制系统 任务三 控制器 输入量 输出量 执行器 被控 对象 控制量 开环控制系统的方框图 在自动门控制系统中,如果把红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号看做输入量,门的开启看作输出量,请根据自动门的打开工作过程,写出方框图。 案例分析-红外线自动门控制系统 红外装置检测红外信号 控制电路 电机 门 门开 转动量 控制器 执行器 被控对象 输入量 输出量 控制量 红绿灯定时控制系统、防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、音乐喷泉自动控制系统、红外线自动门控制系统等。 控制器 (实际湿度) 输出 电磁阀 花盆 土壤 水流量 湿度传感器 (设定湿度) 输入 + - 知识点7(重点) 闭环控制系统 控制器 (输入 输出 执行器 被控 对象 控制量 检测装置 + - 闭环控制系统 控制器 (实际湿度) 输出 电磁阀 花盆 土壤 水流量 湿度传感器 (设定湿度) 输入 + - 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 控制器 (设定时间) 输入 (出水量) 输出 执行器 被控 对象 控制量 控制器 (设定湿度) 输入 (实际湿度) 输出 执行器 被控 对象 控制量 检测装置 + - 强调:闭环控制系统有检测装置,而且是检测输出端的信号。如果有检测设备,但不是检测输出端信号,并且不与输入信号比较,就不属于闭环控制系统。 两种系统比较 知识点8(重点) 开环控制系统的方框图 闭环控制系统的方框图 如图所示是一款红外线感应自动开闭的智能垃圾桶,采用电池供电, 当手靠近桶盖时,手伸至一定距离, 垃圾桶上方的红外传感器将检测到的信号输入控制电路模块,控制电路模块控制电机转动,电机转动带动桶盖自动打开。手远离桶盖后,延时5-6秒桶盖自动关闭。它的主要特点是:桶盖能自动打开和关闭,无需手动或脚踩,就能轻松丢垃圾。 试分析:(1)针对其主要特点,它要解决的主要问题是:采用控制系统中的 ① (手动/自动)控制手段,控制方式为 ② (开环/闭环),实现垃圾桶盖能自动打开和关闭。(2)它解决问题的技术方法是:该智能垃圾桶的控制系统中, 红外传感器检测到人体热源信号,作为输入量传输给控制电路模块,控制电路模块是该控制系统的 ① 器, ② 为执行器, ③ 为被控对象。 自动 开环 控制 电机 桶盖 如图所示的空气压缩机,