内容正文:
第3单元 控制系统中的计算
条件计算
第12课
浙教版
学习目标
01
课堂导入
02
新知探究
03
知识总结
04
课后练习
05
目录
CONTENTS
2
学习目标
1
理解条件计算的概念
2
能结合生活案例,识别条件计算的应用场景和决策逻辑
3
掌握控制系统中条件计算的工作原理
PART 1
课堂导入
课堂导入
大家看这张图,夏天我们都会用空调,比如图里把温度设成 26℃。那你们有没有发现,空调不会一直吹冷风,它会自己停下来,过一会儿又自动启动,这是为什么呢?
空调里藏着一个“智能小裁判”,它会实时检测房间温度,和我们设定的温度做对比:如果房间温度高于设定温度,就启动制冷;如果温度低于设定温度,就停止制冷。这种“先判断条件,再决定怎么做” 的计算方式,就是我们今天要学的条件计算。其实生活里到处都是这样的“条件判断”,比如红绿灯什么时候变灯,都用到了条件计算。我们一起来拆解它的工作原理。
PART 2
新知探究
新知探究
建构
条件计算就是将数据与预先设定好的条件(规则)进行比对和匹配,符合哪一种情况就给出对应结果的计算类型。
、、让演讲 活”起来
新知探究
建构
现实生活中人们经常运用条件计算来解决问题。运用条件计算时,首先需要明确可选的条件和对应的计算规则,然后将输入的数据与条件进行匹配,选择对应的计算规则得到计算结果。
生活中的条件计算
新知探究
建构
如学校判断早锻炼是否出操,就是一个运用条件计算的决策过程。
第一步,明确决策的条件。
学校早锻炼是否出操的决策条件如下:
一是天气条件,如果下雨、下雪或者大雾天气,就不出操;
二是地面条件,如果地面积水,路面湿滑,就不出操;
三是空气质量,如果空气质量指数高于200,就不出操。
第二步,获取数据,对照条件,做出决策。
获取当天早上的实际天气、地面情况和空气质量等数据,与决策条件进行一一比较,从而得出一个判断结果。比如,当天早上天气晴好,地面干燥,但空气质量指数高于 200,根据条件判断,做出“不出操”的结论。
生活中的条件计算
新知探究
想一想
条件计算和查表计算有什么不同?
新知探究
想一想
维度 条件计算 查表计算
核心逻辑 通过判断条件是否成立来决定结果,是 “先判断,再输出” 的逻辑。 直接从预设的对应表中查找结果,是 “先查表,再输出” 的逻辑。
数据依赖 依赖预设的 “条件规则”(如 “温度>26℃则制冷”),规则可以灵活组合。 依赖预设的 “查询表”(如 “停车时长 - 费用对应表”),数据是一一对应的。
结果生成方式 结果是通过条件判断动态得出的,同一个输入可能因条件组合不同得到不同结果。 结果是表中已预先定义好的,输入与结果是固定的一一对应关系。
典型例子 空调制冷(温度>设定值则启动,否则停止)、学校判断是否出操(多条件组合判断)。 停车场计费(停车时长→对应费用)、查乘法口诀表(乘数→对应乘积)。
新知探究
建构
在日常生活中,很多控制系统采用条件计算实现过程控制,如空调制冷、冰箱恒温等。
以空调系统实现制冷为例,其运用条件计算实现过程如下:
打开空调,设定工作模式和预设温度(用t表示),夏天一般设置成26℃(t =26)。空调的室内机中装有温度传感器,能够对室温(用f 表示)进行实时检测并传送到控制模块。空调的控制模块通过对预设温度t和实际室温f进行条件计算来实现自动化控制。
运用条件计算实现过程控制
新知探究
建构
系统运行之初,室温f远远高于预设温度t,即f>t,此时,通过条件计算,匹配“情况1”,控制模块输出“制冷启动”的信号,制冷机构收到信号后,开始制冷。
当空调制冷机构运行一段时间后,室温f逐渐降低,慢慢接近并达到预设温度t,即f=t,通过条件计算,匹配“情况2”,于是发出“制冷停止”的信号,制冷机构收到信号后,停止制冷。
当空调制冷机构停止工作一段时间后,室温f又逐渐回升,直到高于预设温度t,即f>t。此时控制系统经过条件计算,再一次匹配“情况1”,控制模块再一次发出“制冷启动”信号,制冷机构重新开始工作。
经过这样制冷、停止、制冷、停止的不断重复过程,室温逐渐被控制在预设温度范围内,实现了预期控制目标。
运用条件计算实现过程控制
新知探究
想一想
冬天空调系统在制热模式下运行,又是如何进行条件计算的?
新知探究
想一想
冬天空调在制热模式下,同样是通过条件计算实现自动控制:
1.设定目标温度t我们用遥控器设定制热温度(比如 24℃)。
2.实时检测室温 f空调温度传感器不断检测当前室内温度 f。
3.条件判断(条件计算核心)
如果实际室温 f < 设定温度 t → 空调启动制热;如果实际室温 f ≥ 设定温度 t → 空调停止制热。循环控制温度下降后再次判断,反复执行,让室温保持在设定温度附近。
PART 3
知识总结
知识总结
同学们,这节课我们一起解锁了“条件计算”的奥秘:我们明白了条件计算就像生活里的“小裁判”,是控制系统里实现自动决策的核心方法。它的核心逻辑就是把实时数据和预设的条件规则进行比对,满足哪条条件就给出对应结果。我们还认识了条件计算在生活里的很多应用:空调制冷/制热靠它自动启停,学校早锻炼靠它判断是否出操,冰箱恒温也靠它维持温度稳定。我们甚至拆解了空调的工作过程,亲眼看到了条件计算如何让室温稳定在我们设定的数值上。掌握了这些知识,我们就能更好地读懂身边的智能设备,成为生活里的“条件判断小专家”啦!
PART 4
课后练习
课后练习
使用流程图表示空调系统在制冷模式下的条件计算过程。
谢谢
下节课见!
Thanks!
浙教版
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