4.1 了解控制 课件-2023-2024学年高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计2

4.1 了解控制 控制 ▪ 手动控制 ▪ 自动控制 ▪ 智能控制 ▪ 开环控制和闭环控制 控制及其设计 画五官游戏 游戏规则： 1、两位同学为一组，在黑板上画上人的五官。 2、用布把一个同学的眼睛蒙上，另一个同学指挥该同学在小男孩脸上画上五官。 3、最后比一比，哪一组厉害。 2 为小孩画上缺失的五官。 控制目的 被蒙上眼睛的同学。 控制对象 通过语言指令控制蒙眼同学的行动 控制手段 画五官游戏 如果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向朝着期望的目标发展，就形成了控制。 控制技术的广泛应用 控制技术及其组成的系统在我们的生活中普遍存在，他们为人们的美好生活和高效工作提供了便利。 控制温度 控制情绪 控制速度 …… 控制的方式和类型 以人的参与情况对控制进行分类 如果控制的过程必须在人的直接或间接干预下才能完成控制任务（如射箭、鼠标控制等），我们称之为手动控制。 控制效果与控制者技能高低、心理状态、生理状态、外部环境等因素有较大的高关系。 特点 结构简单 成本较低 …… 如果控制的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。 由于人类科学知识和技术水平的局限，一些复杂的控制也很难完全由机器完成。 特点 结构复杂 …… 判断某个控制是手动控制还是自动控制，关键是要看这个控制的过程中是否有人参与，有人参与属于手动控制，反之则属于自动控制。 控制技术的分类 控制目的 控制对象 控制手段 空调开机及温度设定等 空调运行过程中的温度控制 通过压缩机、冷凝器，等部件自动进行冷热空气的转换。 人通过按钮遥控空调开机以及设定舒适温度 空调 空调 空调保持工作状态（如持续制热） 让空调开始工作 手动控制 自动控制 控制技术的分类 控制目的 控制对象 控制手段 普通空调温度调节 智能空调温度调节 通过压缩机、冷凝器，等部件自动进行冷热空气的转换。 空调 空调保持工作状态（如持续制热） 传感器实时监测室内温度和湿度，并根据设定的舒适范围自动调整模式和风速等。 空调 空调自动调节舒适温度且达到节能的目的 自动控制 智能控制 控制的方式和类型 智能控制 智能控制是一类无需人的干预就能苟自主地驱动智能机实现其目标的自动控制。 用于解决在复杂系统中用传统方法难以解决的控制问题，与人脑的思维过程有一定的相似性。 特点 自动控制的进阶 能够应对复杂的环境问题因素 灵活处理问题 智能家电中的智能控制 思考：智能控制一定优于手动控制或自动控制吗？ 生物实践：泡菜制作 传统泡菜坛 密封罐 如果选择了传统的泡菜坛，则在发酵过程中需要注意经常向水槽中补充水。 这个沿口起的作用是一个水封的作用。阻止坛子外面的空气进去，同时，可以让坛子里的气体自行出来。这个装置就是现在的“单向阀”。 泡菜是厌氧发酵的，而乳酸菌和一些微生物在泡菜初期发酵时会产生二氧化碳，会将坛子中的氧气挤出坛体，从而形成更好的无氧状态。另外，在发酵后期，坛内因为二氧化碳产生减少，坛体内又会形成负压状态，坛沿的水也好起到密封和减压的作用。 生物实践：泡菜制作 方案一：小组安排一人给泡菜坛水槽加水。 执行情况： 期望值 酸菜坛 水槽 水槽水量 情况①：加一次水后就不管了 情况②：经常观察泡菜坛水槽的水位，发现水位下降 太多后及时补水。 期望值 酸菜坛 水槽 水槽水量 水位反馈 主动决策与控制 生物实践：泡菜制作 方案二：自动控制泡菜坛水槽水位 水位传感器：包括分别位于坛沿上、下限水位处的两个水位传感器。 期望值 加水模块：进水管工作 酸菜坛水槽 水槽水量 水位反馈 加水模块：引入自来水的进水管、多根插设于各坛沿中的加水管以及连通加水管与各进水管的多通接头，每根加水管上分别安装有一个控制其管内水流通断的电磁阀。 检测模块：水位传感器 加水模块：水管电磁阀 开环控制和闭环控制 控制器 给定量 执行器 控制对象 控制量 被控量 开环控制 控制器 给定量 执行器 控制对象 控制量 被控量 闭环控制 比较器 反馈环节 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 不能将控制的结果反馈回来影响控制作用的控制过程 开环控制和闭环控制的优缺点 控制系统 反馈 控制精度 结构 成本 应用范围 开环 无反馈 精度较低 结构简单 成本低 控制精度要求不高 本身很稳定的应用 闭环 有反馈 精度高 结构复杂 成本高 高精度、高可靠、系统本身不稳定的应用领域 注意： 1、手动（自动）控制与开环控制、闭环控制没有必然联系，手动（自动）控制可