11.闭环系统巧设计（教学课件）-六年级信息科技上册同步教学（泰山版2024）

第11课 闭环系统巧设计 泰山版2024 六年级上册 第2单元 智慧生活我设计 1 趣味导入 为什么自动蓄水池 中总有用不完的水呢? 2 趣味导入 自动蓄水池中的水 位总是刚好不会溢来。 3 趣味导入 这些都是闭环控制的功劳。 4 通过查阅资料，了解一下自动蓄水系统是如何工作的。想一想，为了实现自动蓄水的功能，都需要什么样的控制系统？ 做中学 想法1：________________________________________________ 想法2：________________________________________________ 做中学 自动蓄水系统是如何工作过程 自动蓄水系统 水泵 水箱 控制系统 做中学 自动蓄水系统是如何工作过程 当水箱内水位低于设定值时，控制系统会自动启动水泵从水源处抽水并蓄存到水箱中。 当需要用水时，控制系统会根据需求自动调节水泵的工作状态，确保稳定、连续地供水。 做中学 自动蓄水系统是如何工作过程 系统中常配备有液位控制器、电磁阀等设备来实现水位的自动监测和控制。 实现自动蓄水的功能，需要什么样的控制系统？ 做中学 实现自动蓄水的功能，需要一个智能化的控制系统。这个系统通常包括单片机（如51单片机）或PLC作为核心控制器，结合水位传感器来实时监测水箱或水池的水位。 实现自动蓄水的功能，需要什么样的控制系统？ 做中学 当水位低于预设的下限阈值时，控制系统会自动启动水泵进行抽水；当水位达到或超过预设的上限阈值时，则控制水泵停止工作，以防止水池溢出。 实现自动蓄水的功能，需要什么样的控制系统？ 做中学 控制系统还可以配备显示屏来显示当前水位、报警信息等，并可以通过无线模块实现远程监控和控制。 实现自动蓄水的功能，需要什么样的控制系统？ 做中学 整个系统具有结构简单、自动化程度高、可靠性好等优点，能够广泛应用于各种需要自动蓄水的场所。 自动蓄水系统在工作时，会通过水位传感器实时监测水位，然后利用控制系统来自动控制水泵或水阀等装置进行补水，从而实现自动蓄水的功能。 做中学 思维导航 自动蓄水系统等到水位到达预设值后，控制系统会关闭水泵或水阀，防止水量溢出。 做中学 思维导航 做中学 在自动蓄水系统中，输入端与输出端之间，存在反馈回路，输出量对控制过程有直接影响。 做中学 监测水位的水位传感器会将蓄水池中水位的情况实时反馈给控制系统，使控制系统能够对水位做出实时判断。我们把这种控制系统称为闭环控制系统。 闭环控制系统是一种通过测量系统输出并调节输入来达成预期效果的系统，在这一系统中，输出量对控制作用有直接影响。 做中学 闭环控制系统 闭环控制系统包含反馈环节，通过反馈可以提高系统的精确度，缩短响应时间，因此适于对响应时间和稳定性要求较高的系统。 做中学 闭环控制系统 做中学 在我们的生活中，还有 许多电器都使用了闭环控制 系统。 做中学 电饭煲在开启保温模式后，会根据锅内温度的高低，自动开关加热组件。 做中学 智能洗衣机在清洗衣物时，会监测洗衣机内的水量、水的温度等数据，提高洗衣机的洗涤效率。 做中学 空调系统也是一个应用闭环控制的例子。当温度传感器检测到室内温 度高于设定温度时，系统会自动开启空调机组以降低室内温度。 做中学 当室温达到设定温度后，控制系统会关闭空调机组，防止温度过低。这个过程中，温度传感器会不断检测并调整空气温度，以确保室内空气温度符合设定。 做中学 闭环系统具有哪些特点呢? 做中学 项目 闭环控制系统 1、复杂性 2、稳定性 3、有无反馈系统 …… 做中学 项目 闭环控制系统 1、复杂性 2、稳定性 3、有无反馈系统 …… 有 复杂性 反馈回路增加了复杂性 做中学 闭环控制系统的优缺点又有哪些呢? 做中学 闭环控制系统 优点 缺点 做中学 闭环控制系统 优点 缺点 闭环系统具有高精度和强抗干扰能力，能够确保输出量稳定地跟踪输入量，提高系统的控制性能和稳定性。 闭环系统结构复杂，成本较高，且可能存在稳定性问题，需要精心的设计和调试。 练一练 找一找，生活之中还有哪些闭环控制装置？ 冰箱内部的温度，当温度高于设定值时，控制系统会自动启动制冷系统来降低温度；当温度达到或低于设定值时，制冷系统会停止工作。这种反馈机制确保了冰箱内部温度的稳定。 练一练 找一找，生活之中还有哪些闭环控制装置？ 当水箱内的水位下降到一定程度时，浮球会下降并触发开关，使水泵开始工作并抽水进入水箱。当水位上升到一定高度时，浮球会上升并关闭开关，水泵停止工作。这种闭环控制确保了马桶水箱内的水位始终保持在合适的范围内。 练一练 请尝试根据闭环控制系统的工作原理，设计一个闭环控制装置。 练一练 名称 应用场所 适合场景 N-S图 设计创新点 知识拓展 在现代化农业生产中，常常需要用到智能灌溉系统。 智能灌溉系统 知识拓展 这个系统会通过土壤湿度传感器检测土壤水分，根据检测结果调节阀门控制水流的供应。 智能灌溉系统 知识拓展 当土壤水分低于设定值时，系统自动开启阀门供水，当土壤水分达到设定值时，系统自动关闭阀门以免过度浇水。 智能灌溉系统 知识拓展 智能灌溉系统 优势： 根据土壤湿度和植物需求进行精准调节，避免了水资源的浪费。 知识拓展 智能灌溉系统 优势： 自动灌溉系统可以提高农作物的生长速度和产量，确保植物在生长过程中得到充足的水分。 知识拓展 智能灌溉系统 优势： 自动灌溉系统还可以减少人力成本，因为它可以自主运行，无需人工干预。 知识拓展 智能灌溉系统 缺点： 由于系统的准确性和稳定性对于农作物的生长至关重要，因此需要不断对系统进行技术更新和维护，其成本相对较高，对于一些小型农户来说可能难以承受。 知识拓展 随着科技的不断进步和成本的逐渐降低，自动灌溉系统的应用前景仍然非常广阔。 智能灌溉系统 知识拓展 未来，我们可以期待更多的智能化、精准化的农业技术被应用到实际生产中，为农业生产带来更多的便利和效益。 智能灌溉系统 43 $$