内容正文:
第1章 初识过程与控制
我是小小控制员
第3节
人教版
学习目标
01
课堂导入
02
新知探究
03
知识总结
04
智慧挑战
05
兴趣园地
06
目录
CONTENTS
2
控制系统中控制的作用
控制系统中控制的过程
学习目标
控制系统工作过程中的控制规则或原理
课堂导入
角色扮演——模拟“司机开车”
1人扮演司机,控制汽车的方向、速度
1人扮演汽车,按司机的指令前进、转弯、停车
司机的操作如何影响汽车的运动?
如果没有司机的控制,汽车能按目标行驶吗?
新知探究
活动1:把车推到目的地
1.活动内容:在指定路线上,把车从入口送到出口。
2.活动环境:有多个拐弯的路线。
3.活动器材:小推车。
4.活动过程:
第1步:推着车从入口进去,然后前行;
第2步:加快速度或放慢速度;
第3步:遇到障碍物或转角,调整车的前进方向,直到从出口出来。
第4步:根据体验过程,分析总结,记录在任务单上。
学习任务单 活动1
新知探究
1.回顾推车的过程,填写以下的表格。
学习任务单 活动1
任务主题 把车推到目的地
回答问题 问题1:你是怎样控制车往前走的?
回答1:
问题2:你是怎样控制车加速和减速的?
回答2:
问题3: 直行时遇到障碍物该怎么办?
回答3:
问题4:你是怎样控制车改变前进方向的?
回答4:
问题5:在以上过程中,你的大脑中是否出现一些指令,告诉你每一步该怎么做?
回答5:
握住把手往前推
用过用力大小控制速度
调整推车方向,避开障碍物
左边或右边把手用力大点
是的,大脑给出指令,然后通过手去执行。
新知探究
控制是通过调整操作使物体按目标运动的过程,就像推车时需要根据路况不断调整方向和力度,只不过是由人来做。
学习任务单 活动1
推车子是不是有点累?你想从这个控制过程中解放出来吗?那推车子的工作由谁来做呢?
外卖机器人
新知探究
例如,酒店的送外卖机器人,能把外卖从大堂送到客人的房间门口;餐厅的送餐机器人,会把餐送到客人桌子旁;车间里的机器人,穿梭在生产单元之间,为生产过程提供帮助。
新知探究
人们通过开与关操作启动控制系统后,控制系统就会按照特定的控制规则或原理进行工作。
例如,接通电源并按下煮饭开关后,它会接通整个电路,开始煮饭,当饭煮好后自动进入保温状态。
按下煮饭键
开始煮饭
饭煮好后自动保温
新知探究
电饭锅这种控制方式,称为自动控制。
人只需要控制开关,工作过程是自动的。
与之相对的是人工控制,如手洗衣服、拖地,全程需要人的参与。
新知探究
以视频中酒店的送外卖机器人为例,想一想,机器人需要具备哪些功能?这些功能是如何安排机器人完成的?
如果请你来做设计师,设计一台自动送货机器人,你会设计怎样的机器人?
坐电梯
规划路线并行走
判断货物是否被取走
通知客人取外卖
语音提醒周围的人
新知探究
1.充分发挥想象力,大胆构思,设计一台属于你的自动送货机器人。
学习任务单 活动2
任务主题 设计一台自动送货机器人
机器人外形 小车 带轮子的箱子 人形机器人 其他
它能自动实
现的功能 功能1:
功能2:
功能3:
人们使用这些功能的方法 功能1使用方法:
功能2使用方法:
功能3使用方法:
它工作时内部是否有指令在指挥它
新知探究
2.把你的设计向老师和同学展示,看看他们是怎么评价的。
学习任务单 活动2
(1)老师的评价:______________________________________________
_____________________________________________________________
(2)同学的评价:______________________________________________
_____________________________________________________________
新知探究
载入机器人直行的程序,运行并观察机器人的运动情况。修改程序中的参数,依次改变机器人直行的距离和速度。
学习任务单 活动3
新知探究
进入虚拟仿真工具,完成以下任务。
1.载入机器人直行的程序,运行仿真,机器人的运动状态是_________。
2.让机器人直行是通过程序中的_____语句实现的,这个语句中的参数是_________(填具体数字)。
3.修改程序中的参数,依次改变机器人直行的距离、改变机器人直行的速度(加速、减速)。
(1)想让机器人直行的速度快一些,可以把参数改为_______。
(2)想让机器人直行的速度慢一些,可以把参数改为_______。
(3)想让机器人走得远一些,可以把参数改为_______。
学习任务单 活动3
新知探究
虚拟仿真环境中的机器人能够通过电机功率的程序来控制速度,
初始功率为40%,当M1、M2电机功率>40%时,机器人加速;
当M1、M2电机功率<40%时,机器人减速。
试一试,电机功率为-40%会怎样?如果M1和M2的值不相等呢?
新知探究
尝试修改M1和M2的值,机器人的运动状态所受影响是怎样的?
编写程序能够帮助我们输入指令,机器人按照指令进行运动。
M1和M2的关系 机器人运动状态
M1=M2 直行或后退
M1<M2
M1>M2
知识总结
我是小小控制员
控制的作用是按照人们的预期工作。
控制系统的过程
控制系统的工作过程要遵循特定的规则或原理
编程设置控制系统的运行指令
2.关于控制系统的控制规则,下列说法正确的是( )
A. 所有规则都需要人手动输入
B. 规则是系统自动工作的逻辑
C. 简单设备(如台灯)没有控制规则
D. 规则无法改变
1.下列属于自动控制的是( )
A. 手动开关灯
B. 电饭锅自动保温
C. 人推车转弯
D. 手动调节风扇挡位
智慧挑战
智慧挑战
自动控制是系统按预设规则自主工作,如电饭锅达到温度后自动保温,无需人干预。
答案:B
解析:控制规则可以人手动输入,也可由厂家预设,可以通过编程修改。
答案:B
兴趣园地
快递无人车
你见过快递无人车吗?它有哪些功能呢?
谢谢
下节课见!
Thanks!
人教版
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