1.3 开环电子控制系统和闭环电子控制系统（教学课件）通用技术苏教版2019选择性必修1

第3节 开环电子控制系统和 闭环电子控制系统 苏教版（2019）选择性必修1 高中通用技术 目 录 一、 学习目标 二、 课堂导入 三、 技术探究 四、 课堂小结 六、 课堂练习 五、 拓展延伸 学习目标 一 1.能辨析开环控制系统和闭环控制系统。 2.通过对电子控制系统的分析，理解反馈在电子控制系统中的作用。 3.能对用方框图分析生活中常见电子控制系统的工作过程。 二 课堂导入 张萌初步学习了电子控制系统的理论知识，了解了电子控制系统按控制信号的传输方式分为开环控制系统和闭环控制系统两类，那么指纹锁电子控制系统属于哪一类呢？ 电子控制系统的分类 二 课堂导入 输入量 输出量 控制器 执行器 被控对象 控制量 开环控制系统 控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。 知识回顾 闭环控制系统 三 技术探究 辨析开环电子控制系统及其应用 任务一 三 任务一：辨析开环电子控制系统及其应用 输入 控制 （处理） 输出 被控对象 信息 开环电子控制系统 电子控制系统的输出结果不对系统的控制产生影响，被控量的变化不会引起控制量的改变，即没有反馈。 电子控制系统组成部分 指纹锁控制系统 三 任务一：辨析开环电子控制系统及其应用 举例（以声控灯为例） （1）输入：拍手（声音），输入一个触发信号。 （2）控制(处理)：声控电路经过触发后工作，产生一个电信号，使照明电路导通。 （3）输出：灯泡被点亮。 三 任务一：辨析开环电子控制系统及其应用 声控灯开环电子控制系统 从分析声控电路的工作过程可知，它的输出量（灯泡的亮度）的变化对系统的控制状态并不产生影响，即不存在反馈。所以，声控电路是一个开环电子控制系统。 三 任务一：辨析开环电子控制系统及其应用 马上行动： 分析下列电子控制系统中的被控量、控制器和它们工作过程的共同点。 路灯自动控制系统 自动门控制系统 三 任务一：辨析开环电子控制系统及其应用 技术体验：搭建自动控制路灯模型 自动控制路灯电路原理图 电源模块 电子元器件 面包板 三 任务一：辨析开环电子控制系统及其应用 面包板 面包板是电路实验的一种重要工具，它是一块纵横密布着很多插孔的长方形树脂板。 面包板由三部分组成：上电源区、中元器件区和下电源区。 上、下电源区：在面包板的上部和下部各有一行或者两行插孔构成的窄条。每行上有若干段，每段由5个孔组成。在插孔底部由一条金属夹片将数段插孔连接起来，即“同行相通，不同行则不通”。 中元器件区：在面包板中央凹槽两边各有30列插孔，每一列的五个插孔底部由一条金属夹片相连接，所以5个孔之间是相互导通的，即“同列相通，不同列则不通”。 面包板结构图 上电源区 下电源区 元器件区 三 任务一：辨析开环电子控制系统及其应用 自动控制路灯模型面包板电路连接图 三 技术探究 体验闭环电子控制系统及其应用 任务二 三 任务二：体验闭环电子控制系统及其应用 闭环电子控制系统的含义 闭环电子控制系统能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到___________________，从而对系统的控制____________。 闭环电子控制系统的组成 控制（处理）部分 产生影响 三 任务二：体验闭环电子控制系统及其应用 家用电冰箱电子控制系统利用反馈的方法实现电冰箱恒温控制，其闭环电子控制系统方框图如图所示。 三 任务二：体验闭环电子控制系统及其应用 4.闭环电子控制系统的优点 闭环电子控制系统具有检测和反馈的功能，可以克服干扰因素的影响，提高控制的精度，而且能实现控制的自动化。 5.反馈在电子控制系统中的作用 以系统输出的结果来调整系统控制的方法称为__________。目前，反馈被广泛应用于自动控制中，从简单的水位控制、恒温控制，到复杂的潜艇、无人驾驶的汽车、人造卫星和宇宙飞船，都离不开反馈。 反馈 三 任务二：体验闭环电子控制系统及其应用 思考： 根据开环电子控制系统和闭环电子控制系统的区别，判断以下电子控制系统的种类。 电子表电子控制系统 电取暖电子控制系统 空调温度控制系统 程序控制洗衣机电子控制系统 可调亮度的台灯电子控制系统 智能洗衣机电子控制系统 开环电子控制系统 闭环电子控制系统 01 02 03 四 课堂小结 以系统输出的结果来调整系统控制的方法称为反馈。 闭环电子控制系统的组成 开环电子控制系统的组成 现在我们来到了课堂小结环节。电子控制系统作为一个关键的概念，其工作过程和基本组成是本次课程的核心内容。 电子控制系统一般可划分为输入、控制（处理）和输出这三个基本组成部分。这三个部分紧密相连，构成了电子控制系统的工作框架。输入环节收集信息，如同人的感官获取外界信号；控制（处理）部分则对这些信息进行分析和决策，就像大脑进行思考；输出部分执行决策结果，好比身体做出相应动作。理解它们的协同运作，有助于我们把握电子控制系统的本质。 四 课堂小结 五 拓展延伸 无人驾驶车控制层级 多传感器融合基本原理与人类大脑综合处理信息过程颇为相似。它将各类传感器进行多层次、多空间的信息互补与优化组合，以此对观测环境做出一致性解释。这一过程中，充分利用多源数据，通过多级别、多方面的信息组合，挖掘出更多有用信息。 其意义不仅在于发挥多个传感器协同操作的优势，更在于综合处理其他信息源的数据，进而提升整个传感器系统的智能化水平。以无人驾驶汽车传感器网络为例，多传感器融合系统能使其更好地感知环境，做出准确决策，这充分彰显了多传感器融合的强大价值和广泛应用前景。 六 课堂练习 1.根据开环电子控制系统和闭环电子控制系统的区别进行判断、分析。下列关于各电子控制系统的说法中正确的是 （　　） A.扩音机是开环电子控制系统，电子表是闭环电子控制系统 B.电取暖是开环电子控制系统，电热水器是闭环电子控制系统 C.程序控制洗衣机是闭环电子控制系统，智能洗衣机是开环电子控制系统 D.可调节亮度的台灯是闭环电子控制系统，空调是闭环电子控制系统 答案：B 解析：电子表、程序控制洗衣机和可调节亮度的台灯的系统不存在反馈，是开环电子控制系统；智能洗衣机的系统存在反馈，是闭环电子控制系统。 六 课堂练习 2.某款家用电饭锅的保温控制是用双金属片开关来控温的，该开关主要由铜片和铝片组成，低温时贴在一起。双金属片开关一般安装在锅的底部，利用铜和铝的热膨胀系数与热弯曲程度不同，达到断开或连接的目的。当温度高于103 ℃时，断开，低于70 ℃时，合上，从而达到保温目的。该保温控制系统属于（　　） A.机械控制的开环控制系统 B.机械控制的闭环控制系统 C.电子控制的闭环控制系统 D.电子控制的开环控制系统 答案：B 解析：由题意可知是用双金属片开关来控温的，不属于电子控制系统，但有反馈，属于闭环控制系统。 六 课堂练习 3.小明想为盲人设计一款可安全使用的水杯，当水量接近水杯口约1 cm时，水杯自动报警，这样可以防止开水溢出水杯造成危险。设计时他将扬声器作为被控对象，下列构思不可行的是 （　　） A.该控制系统的控制手段可采用自动控制 B.可用水位传感器作为检测装置实现闭环控制 C.输出量一定是扬声器发出的警报声 D.执行器可选用电子开关 答案：B 解析：可用水位传感器作为检测装置实现开环控制；因为被控对象是扬声器，输出量一定是扬声器发出的警报声；执行器可选用电子开关。 六 课堂练习 4.关于家用电冰箱温度电子控制系统中反馈作用的说法，正确的是（　　） A.将温度信号转变为电信号 B.检测温度信号 C.对温度信号进行分析、判断和处理 D.将检测到的冷冻和冷藏温度返回到输入端来调整温度的控制 答案：D 解析：该家用电冰箱温度电子控制系统中反馈的作用是，将检测到的冷冻和冷藏温度返回到输入端来调整温度的控制。 六 课堂练习 5.喷漆室的空调送风控制系统原理是当力传感器检测到风机出风口处的压力低于设定值时，PLC运算控制器控制风机电机的转速，使风机出口处的压力升高到设定值。该控制系统的方框图是 （　　） 六 课堂练习 答案：D 解析：由题意可知该控制系统能控制出风口的压力保持在一定范围，故该控制系统具有反馈，属于闭环控制系统，控制部分为风机电机，输出部分为风机出风口的空气，D项的方框图符合要求。 感谢观看 苏教版（2019）选择性必修1《电子控制技术》 输入 控制（处理） 输出 被控对象 检测 反馈 控制 电路 继电器 门锁 门锁开或关 传感器采集指纹信号 声音传感器采集声音信号 声控控制电路 继电器 灯泡 声音信息 光敏传感器采集光照信号 光控控制电路 继电器 灯泡 光照信息 红外传感器采集红外信号 控制电路 电机 自动门 红外信息 VT 9014 R1 10KΩ Rg VD + S R2 100Ω - Lavf58.20.100 $$