4.1 控制的方式与应用（课件）——2025-2026学年苏教版（2019）通用技术必修二

控制的方式与应用 浙江省普通高中通用技术苏教版（2019）必修2 1.7.2013 大家好，欢迎来到今天的通用技术课堂。今天，我们将一起走进一个非常有趣的项目——“校园草坪灌溉控制系统”，并在这个过程中，深入学习和探究“控制的方式与应用”。 ‹#› 项目导入：校园草坪的“渴”与“涝” 如何才能让草坪始终保持最佳的生长状态？ 人工灌溉存在哪些问题？ 我们能否设计一个“聪明”的系统来解决这个问题？ 1.7.2013 ‹#› 新知探究：什么是控制？ 从生活案例到控制的本质 骑自行车时，我们通过调整车把来控制方向。 使用空调时，我们设定温度，空调自动调节。 控制的含义 为使事物按预定方向发展，通过特定手段施加影响的过程。 案例：骑行方向控制 1.7.2013 ‹#› 控制的三要素 控制对象 控制目标 控制手段 场所 控制装置 控制目的 控制对象 控制手段 公共场所 红外线水龙头 自动出水装置 打开或关闭 水龙头出水 水龙头 通过红外传感器检测是否有出水的需要而控制水的流出 盆栽 盆栽自动浇水装置 使接水盘中的水维持固定量 接水盘 通过进气管口与水面的相对位置决定出水管的出水 汽车 汽车转向控制 改变汽车 行驶方向 汽车车轮 驾驶者通过转动方向盘推动转向杆，再带动车轮转向。 1.7.2013 ‹#› 控制的分类：手动控制 vs 自动控制 手动控制 灵活、直接，可随时调整 效率低，劳动强度大 易受人为因素影响，一致性差 自动控制 高效、稳定，可连续工作 节省人力，减少人为误差 结构复杂，灵活性较差 1.7.2013 ‹#› 手动控制 开关灯 人通过按压开关来控制灯的亮灭。 厨师炒菜 根据经验调整火候与翻炒动作。 骑自行车 调整方向和速度保持平衡前进。 核心特点：人的干预贯穿始终，是控制的核心。 1.7.2013 ‹#› 自动控制 全自动洗衣机 自动完成进水、洗涤、漂洗、脱水等动作。 交通信号灯 按照预设时间，自动切换红、黄、绿三种灯光。 自动售货机 支付后自动掉落商品，实现无人化售卖。 定义：在无人直接参与下，系统按预定程序或规律自动完成控制任务的方式。 1.7.2013 ‹#› 智能控制 智能扫地机器人 自主规划路径，避开障碍物，自动回充。 人脸识别门禁 通过识别面部特征，自动判断通行权限。 自动驾驶汽车 感知环境，自动控制车辆行驶、加减速与转向。 智能控制融合AI与机器学习，实现自主决策与学习，是控制技术的高级形态。 1.7.2013 ‹#› 三种控制方式对比 手动控制：灵活性最高，但效率最低 自动控制：效率高，但灵活性差 智能控制：兼顾效率与灵活性，未来方向 1.7.2013 ‹#› 按照控制信号流和执行部件的不同，控制可分：气动控制、液压控制、电动控制、机械控制、电子控制。 1.7.2013 ‹#› 例如:一扇大门的打开或关闭， 电动控制:利用电动机带动齿轮或蜗轮蜗杆、或丝杆螺帽等带动门动作而实现。 液压控制:利用正、反向向油缸供油，利用压力油推动油缸活塞，带动大门或开关。 气动控制:如果液压系统内不是压力油而是压缩气体，压缩气体通过开关，由不同方向进入气缸（或气马达，即将压缩气体的能量转换为旋转的机械运动的装置），从而推动大门的打开或关闭。 机械控制:是用机械零件或设备（四杆机构、齿轮机构、凸轮机构完成工作）。 电子控制:借助电子器件和电子电路来实现控制。 1.7.2013 ‹#› 拓展应用：智能家居 智能手环 实时监测心率、步数、睡眠等健康数据，并提供分析和建议。 家用投影仪 手机APP或语音控制，自动对焦、梯形校正，轻松播放影片。 电动窗帘 设定时间或通过语音、手机控制，自动开合，智能调节光线。 智能电饭煲 手机APP远程控制，提前预约煮饭时间，回家即享美味。 1.7.2013 ‹#› 拓展应用：工业生产 自动化生产线 在汽车、电子等行业，机器人手臂精准完成焊接、装配、喷涂等任务，大幅提升生产效率与产品质量。 机器视觉质检 利用高清摄像头与图像处理技术，自动检测产品瑕疵，比人工检测更快速、更准确。 现代化汽车工厂的机械臂作业 1.7.2013 ‹#› 拓展应用：现代农业 智能监测 实时监测温湿度、光照、土壤肥力等关键环境参数。 自动控制 自动调控通风、遮阳、灌溉、施肥等设备。 精准农业 优化作物生长环境，提升产量与品质，节约资源。 1.7.2013 ‹#› 拓展应用：航空航天 无人机系统 无论是军事侦察、边境巡逻，还是民用航拍、物流配送，都需要高度精确的飞行控制系统来保证稳定和安全。 火箭发射与回收 从点火升空到精准回收，火箭的每一个环节都离不开极其复杂和精确的控制技术，是人类航天梦的基石。 1.7.2013 ‹#› 课堂总结 控制的定义：根据预定目标，对系统或过程进行干预，使其按规律运行。 核心要素：控制目标、控制对象、控制手段。 基本方式：手动控制、自动控制、智能控制。 广泛应用：智能家居、工业生产、现代农业、航空航天、医疗健康等。 1.7.2013 ‹#› 摇动辘轳提取井水 电冰箱内温度控制 红绿灯的转换过程 感应水龙头 智能家居 全自动洗衣机 投掷飞镖 声控走廊灯 人工 自动 自动 自动 智能 自动 人工 自动 小试牛刀：判断控制类型 1.7.2013 ‹#› 下图是一款红外测温门禁系统的工作原理图。当红外传感器检测到人的体温信号时，它会将该信号通过转换电路、放大电路与预设值进行比较。当人的体温低于37.3 ℃时，驱动电路打开继电器的开关，进而控制电机打开大门。请根据描述，从控制系统角度分析，完成以下任务： 1.7.2013 ‹#› （1）该控制的控制对象是__________（单选，填字母）； A.测温门 B.继电器 C.驱动电路 （2）该控制要达到的目的是__________（单选，填字母）； A.当体温不正常时，打开大门 B.当体温正常时，打开大门 C.驱动电路打开继电器的开关 （3）该控制属于__________（单选，填字母）。 A.人工控制 B.自动控制 A　 B　 B　 1.7.2013 ‹#› 感谢观看 勇于探索 敢于创新 1.7.2013 今天的课程到此结束，感谢大家的积极参与和思考。希望通过今天的学习，大家不仅掌握了控制的基本知识，更重要的是，能够激发对技术设计的兴趣和热情。记住，技术来源于生活，也要服务于生活。希望大家在未来的日子里，能够勇于探索，敢于创新，用所学的知识去解决更多生活中的实际问题！谢谢大家！ ‹#› $