12.闭环控制助稳定（教学课件）-六年级信息科技全一册同步备课系列（人教版2024）

闭环控制助稳定 闭环控制助稳定 六年级全一册 行业PPT模板http:///hangye/ 人教版 分析闭环控制的过程 描述空调控制室内温度的过程 了解闭环控制系统的主要特点及应用 学科网 导 入 新 课 导 入 新 课 设定的温度阈值 检测到的温度数据与阈值比较，生成指令 微波炉加热或不加热 食物温度 检测 反馈 检测到的温度数据 上节课我们设计了一款具备反馈的微波炉，并绘制了它的工作流程示意图。 具备了反馈的微波炉工作过程构成一个闭环回路。 加上反馈后构成一个环形 导 入 新 课 导 入 新 课 没有反馈的工作过程属于开环控制，那么有反馈的属于什么控制呢？ 控制系统工作时，如果存在反馈，这种工作过程就属于闭环控制，而这种系统则称为闭环控制系统。因此具备反馈的微波炉属于闭环控制。 继续加热 温度不够热 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、分析闭环控制的过程 根据具备反馈的微波炉的工作流程示意图，梳理看看闭环控制的微波炉是怎样控制加热过程的。 1. 设置温度 T0（即阈值，期望食物加热后达到的温度值，如 T0 = 45 ℃）。 2. 检测装置检测食物温度，得到温度 T。 3. 把 T与 T0 （阈值，如 45 ℃）进行比较。 4. 判断： （1）如果 T < T0 ，说明食物还没加热好，输入端获得反馈数据，产生新的输入数据，继续加热； （2）否则，食物温度符合要求，微波炉停止加热。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、分析闭环控制的过程 请同学们尝试梳理具备反馈的微波炉控制系统的加热过程的算法流程图，拖动以下图形块到适合的位置。 设定温度阈值T0 检测装置检测食物加热后的温度T T<T0? 继续加热 停止加热 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、分析闭环控制的过程 闭环控制系统在输出端和输入端之间存在反馈，使输出对工作过程产生影响。 设定温度阈值T0 检测装置检测食物加热后的温度T T<T0? 继续加热 停止加热 是 否 食物的温度会影响我的工作过程。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、分析闭环控制的过程 目前还买不到闭环控制的微波炉，生活中有哪些闭环控制的设备呢？ 冬天到了，空调可以帮助我们取暖。 那我们是怎么使用空调，空调又是怎么调节温度的呢？ 设定制暖26℃ 室内温度上升 空调制暖 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、分析闭环控制的过程 以设定制暖26℃为例，结合生活，思考以下问题： 1.如果室内温度没到设定的26℃，空调会怎么办？ 2.如果室内温度达到了设定的26℃，空调会怎么办？ 3.如果突然有人开门，冷风吹进来，室内温度会怎样？空调会怎样？ 室内温度下降，空调会继续制暖， 直到室内温度达到设定的阈值（26℃）， 因此，空调的温度控制也是闭环控制。 空调制暖 室内温度低于设定的26℃ 讲 授 新 知 讲 授 新 知 二、描述空调控制室内温度的过程 1. 参考闭环控制的微波炉加热过程的描述方式，描述空调控制室内温度的过程。 （1）设置一个参考温度（阈值）T0=__________________。 （2）温度传感器检测室内温度，得到温度值 T。 （3）把 T与 T0 ______________。 （4）判断：如果_______________________，____________ ；如果_________________________________________________，空调停止降温（升温）。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、分析闭环控制的过程 2. 参照具备反馈的微波炉控制系统的算法流程图，绘制空调控制室内温度的算法流程图。 ? ? ? ? ? 反馈 ? 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、分析闭环控制的过程 2. 参照具备反馈的微波炉控制系统的算法流程图，绘制空调控制室内温度的算法流程图。 设定制暖，26℃ 检测到的温度数据与阈值比较，生成指令 空调制暖或停止指令 室内温度 检测 反馈 检测到的温度数据 讲 授 新 知 讲 授 新 知 一、分析闭环控制的过程 空调中安装了温度传感器，随时检测室内温度，并与设定的温度阈值作比较（相应的计算），只要两个数值之间存在差值，空调就会通过自动控制进行调节，产生新的输出，最终使室内温度保持 26 ℃的相对稳定状态。 空调用温度传感器 讲 授 新 知 讲 授 新 知 三、了解闭环控制系统的主要特点及应用 以小组为单位，上网搜索资料，了解闭环控制系统主要有哪些特点，在我们生活中有哪些应用。 尝试使用AI大模型（豆包：https://www.doubao.com/）。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 三、了解闭环控制系统的主要特点及应用 闭环控制系统在生产生活中有着广泛的应用，除了空调，实际生活中还有电冰箱、能保温的电热水壶、空气净化器，以及农业生产中的恒温蔬菜大棚、蓄水池等。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 三、了解闭环控制系统的主要特点及应用 给电冰箱设定好温度阈值后，电冰箱的压缩机持续工作，直到冰箱内温度达到阈值。这个过程中，冰箱的温度传感器不断检测冰箱内实际温度，让冰箱内温度保持稳定。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 三、了解闭环控制系统的主要特点及应用 保温热水壶内的水温低于55度时会进行加热，高于55度停止加热，通过不断检测水温，加热或是停止加热来调节水温，让水温保持在55度。 讲 授 新 知 讲 授 新 知 三、了解闭环控制系统的主要特点及应用 与开环控制相比，闭环控制存在反馈，自我调节能力较好，抗干扰能力较强，更能保证最终的输出结果接近预期目标，促进控制系统的优化。 闭环控制系统的结构相对比较复杂，成本也较高，实际应用时需要综合考虑。 进行检测 自动调节 保持稳定 拓 展 与 提 升 拓 展 与 提 升 活动探究 学校一般会配备自动加热的饮水机，保证学生喝到温开水。以小组为单位，围绕以下问题开展探究活动，并记录在活动记录表上。 （1）适宜人们直接饮用的水温是多少摄氏度？_____________ 学校饮水机保持的温度是多少摄氏度？_____________________ （2）影响饮水机加热效果的因素有哪些？__________________ （3）这台饮水机使用什么检测装置？获得什么反馈？ ______________________________________________________________________________________________________________________ 拓 展 与 提 升 拓 展 与 提 升 活动探究 一般来说，适宜的饮用水温度接近人体体温,大约在25至37摄氏度之间。这个温度范围的水不会对口腔和食道造成刺激,也有利于身体吸收。 拓 展 与 提 升 拓 展 与 提 升 活动探究 （4）在虚拟仿真工具中运行自动加热饮水机，观察它的工作过程，然后阅读程序，绘制它的工作过程示意图。 拓 展 与 提 升 拓 展 与 提 升 活动探究 控制系统工作时，会受到各种因素的干扰，可能导致输出结果不符合要求； 一个系统的运行会受到很多因素的干扰；反馈对系统具有优化作用；控制系统引入反馈，可以补偿由外界干扰或人为因素引起的误差，使系统的运行不断优化。 设定水温39摄氏度 总 结 总 结 1. 具备反馈的控制系统就是闭环控制 2.闭环控制系统自我调节能力较好，抗干扰能力较强，能保证最终的输出结果接近预期目标，促进控制系统的优化。 3.控制系统引入反馈，可以补偿由外界干扰或人为因素引起的误差，使系统的运行不断优化。 谢谢观看 学科网制作 $$