10.开环控制应用广（教学课件） 信息科技人教版六年级上册(新教材）

该小学信息科技课件围绕开环控制展开，通过回力小车PK赛提问小车是否能调整方向导入，结合洗衣机、电风扇等实例，帮助学生理解其单向执行、输出不影响过程的特点及输入→计算→输出的结构。 其亮点是利用生活化实例和任务单活动，培养计算思维与信息意识，如分析洗衣机输入输出、智慧挑战选择题辨析。学生能直观掌握抽象概念，教师可借助清晰结构提升教学效率。

第3章 有了反馈更优化 开环控制应用广 第10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 了解开环控制的特点 能绘制开环控制的工作过程示意图 学习目标 知道开环控制系统普遍存在 课堂导入 回力小车PK赛 回力小车释放后的状态是什么样的？如果走歪了能再次调整吗？ 新知探究 回力小车释放后，按预设的力度和轨迹行驶，过程中如果走歪了也无法再次调整，这种控制方式，就是开环控制。 每天早上闹钟持续响铃10s，它的任务就结束了，至于结果，不属于闹钟的控制范围。 新知探究 爸爸用洗衣机洗衣服，他选择“标准模式”，然后按“启动”按钮，洗衣机开始运转，最后发出警报声，提示洗衣结束。 1.按“输入—计算—输出”的模式补充洗衣机的工作过程示意图。 计算 按选定的模式，生成指令 输入 _______________ _______________ 输出 _______________ _______________ 选定“标准模式”启动 运行标准洗，直到结束 新知探究 2. 洗衣机的工作过程是不是从洗衣服开始到结束，都是按流程一步步往下走的？答：________________。 3.如果爸爸发现衣服不够干净，他还想用洗衣机洗，是不是只能重新选模式，再让洗衣机把洗衣流程运转一遍？答：________________。 4.洗衣机（○会○不会）根据最后衣服的干净程度重新调整自己的洗衣过程，所以它的洗衣过程（○属于○不属于）开环控制。 是的 是的 √ √ 新知探究 把洗衣机的工作过程用“输入→计算→输出”的模式来表示，可以看出，一旦设定了洗衣模式，洗衣机就按设定的程序运转，直到洗衣过程结束。 综上所述，在开环控制过程中，当控制系统按给定的输入运行后，系统会按预先设置的程序执行并输出结果，而且这次的结果已无法改变。 单向执行，输出不影响工作过程 新知探究 小智给闹钟设定响铃、打开电视机看电视、用洗衣机洗衣服的过程都属于开环控制。在开环控制过程中，闹钟、电视机和洗衣机会执行预设好的指令，它不会检测结果是否达到要求，也不会根据效果的好坏进行自动调整或者重新运行一遍。 一般来说，如果一个系统主要利用了开环控制，可以把它叫作开环控制系统。 新知探究 人们接通电源，然后选择风速挡位，电风扇就会按预定的模式转动起来。根据使用电风扇的经历，完成以下任务。 1.按“输入—计算一输出”的模式补充电风扇的工作过程示意图。 学习任务单 活动1 计算 按选定的风速，生成指令 输入 _______________ _______________ 输出 _______________ _______________ 风速档位 电风扇按指定档位转动 新知探究 2.在这个过程中，如果电风扇不转动或者不按指定挡位转动，这个结果会传回输入端让电风扇重新按最初选择的挡位转动吗？ 答：________________________________________________。 3.电风扇（○会○不会）根据最后吹风结果重新调整自己的工作过程，所以它的工作过程（○属于○不属于）开环控制。 学习任务单 活动1 不会 √ √ 接通风扇电源并选定挡位后，即使降温效果不明显，电风扇也无法感知，更不会重新选择挡位进行转动。 新知探究 开环控制系统结构比较简单，不需要对输出结果进行检测。操作往往也比较简单，很多工作过程都是厂家设定好的，它产生的结果也基本是固定的，人们只需控制输入，就可以得到预定的输出。 开环控制的优缺点 风扇厂家提前预设好不同的风速档位、定时时间等规则，使用时只要选择对应档位即可。 新知探究 因为开环控制系统没有自我调节和修正的能力，因此，如果工作过程中的重要环节受到干扰，预先设置的程序就很可能不适合，就会导致输出的结果出现偏差，最终无法实现预期的系统功能。 开环控制的优缺点 例如，回力小车释放后，可能中途被挡住，可能走歪，没办法到达预期位置。 新知探究 开环控制系统被普遍应用于人们日常生活中，如各种照明设备、电风扇、电烤箱、微波炉、电饭锅、定时红绿灯、定时浇灌系统等。 新知探究 参照以下表格，列举生活中2～3个开环控制系统，分析其控制过程中的输入与输出。 学习任务单 活动2 开环控制系统 输入 输出 电子闹钟 电热水壶 声控灯 设定的响铃时间 响铃 加热烧水的指令 加热烧水 发出声音 灯亮 我们进行开与关的操作时，相当于给了控制系统一个输入； 现阶段，只要观察系统状态发生了什么变化，把状态描述出来就可以认为是“输出”。 知识总结 开环控制应用广 特点：单向执行，输出不影响工作过程 结构：输入→计算→输出 适用场景：动作固定、无需调整的场合 2.开环控制最适合的应用场景是（ ） A.需要根据结果不断调整动作的场合 B.动作固定、无需实时调整的场合 C.对精度要求极高的场合 D.复杂环境下的自主决策场合 1.下列属于开环控制的是（ ） A.智能手环检测心率过高后自动报警 B.按遥控器“开”键，电视开机并保持工作 C.扫地机器人碰到障碍物后自动转弯 D.恒温热水器根据水温自动加热或停止 智慧挑战 智慧挑战 解析：开环控制无反馈、单向执行，电视按 “开”键后开机，无需根据输出结果调整. 答案：B 解析：开环控制无反馈，无法调整，适合动作固定的场景. 答案：B 兴趣园地 微波炉控制系统 1.补充微波炉加热食物时的工作过程示意图（把输入、输出填在横线上）。 计算 按选定的加热档位和加热时间，生成指令 输入 _______________ _______________ 输出 _______________ _______________ 选定加热档位和时间 微波炉加热食物 兴趣园地 机器人走正方形 2.设置机器人运动的各项参数，让它走出正多边形（如正方形、正六边形等）的轨迹。阅读程序，设置参数，运行程序，最后分析程序的执行过程，观察它是否具备开环控制的特点。 （1）如果机器人没有按预期走正多边形轨迹，它（○会○不会）根据这个结果调整参数让自己重新走。 （2）它的工作过程（○属于○不属于）开环控制。 （3）如果让它走其他形状的轨迹，只能靠（○人○机器人自己）修改调整程序。 √ √ √ 谢谢 下节课见！ Thanks！ 人教版 $