内容正文:
第五单元
系统控制中的量
第1课认识控制过程中的量
探索控制系统的关键参数
自动冲水
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小智的困惑
小智在农植园里养了一盆绿萝和一
盆仙人掌。他每天给两盆植物浇
浇同样多的水,结果绿萝长得很茂盛,
仙人掌却快烂根了。这是为什么呢?
浇水量的控制有什么讲究?
喜湿
耐旱
问题:
你觉得小智应该怎么做?控制浇水的依据是什么?
不同植物的需求
耐旱
喜湿
湿润
量的定义
传感器→控制器
→水泵→喷头
量:指系统内部或外部可以测量的参数,这些参数对系统的运行和性能有直接影响。
例如:土壤湿度传感器采集的土壤含水量就是一个量。
量在自动浇水系统中的作用
配湿度传感器
设定目标:绿萝需要的土壤湿度
范围是60%~80%。传感器实时测量
土壤湿度(当前量)。
控制器比较:
当前湿度<60%→开启水泵;
当前湿度>80%→关闭水泵。
量是实现精确控制的关键。
水源
控制器
自动冲水箱中的量
当水箱中的储水量达到最高水位点时,水箱自动启动冲水。
这个过程中有哪些可以控制的量?
量的识别
输入量:水箱内的水位。
预设阈值:最高水位点。
水位
进水阀
排水阀
冲水箱中的奥秘
问题1:自动冲水箱中,水位上升到最
高点时,系统会执行什么操作?
问题2:如果没有水位传感器,冲水箱还
能自动冲水吗?
问题3:水位下降后,系统为什么又能
自动进水?
空调中的量
它们分别控制哪些量?
实现哪些目标?
量如何实现室温恒温?
设定目标:26℃。
温度传感器实时监测室温(输入量)。
控制器比较:
若室温>26℃,增加冷气输出;
若室温<26℃,减少冷气输出。
通过调节冷气量(输出量),使室
温稳定在目标附近。
传感器
压缩机
控制器
空调中的智慧
问题1:空调遥控器上设置的温度是什么量?
问题2:空调如何知道当前室温?用什么传感
器?
配温度传感器
问题3:空调制冷时,如果室外温度很高,房
间隔热不好,会发生什么?
压缩机
空调需要长时间运行,可能达不到设定温度,说明外
部因素影响。
阈值:控制的关键
阈值
阈值就像一道"警戒线",超过或
低于它就会触发某种动作。例
如:自动冲水箱的最高水位点、
空调的设定温度、浇灌系统的
湿度上下限。能够实现系统的
简单控制。
连一连
1.自动浇灌系统
A.温度
2.空调
B.土壤湿度
3.自动冲水箱
C.水位
量是控制系统中可测量的参数,
是实现精确控制的基础。
常见的量有:温度、
湿度、水位、光照度等。
系统通过传感器获取输入量,
与预设目标(阈值)比较,控制执行器。
输入量→控制器
→输出量
→输出量
阈值就像"警戒线",触发控制动作。
小结
寻找生活中的控制量
煮饭时如何控制
温度和时间?
太阳能路灯:
自动感应水龙头:
手靠近时出水,
手离开时停水。
温度传感器
天黑时自动
亮起,天亮
时自动熄灭。
它检测什么
量?
时间控制器
它检测什么量?
温能电饭器
红外传感器
光传感器
智能电饭煲:
探究方法
选择一个案例,思考系统需要
检测什么量?预设的阈值是多
少?传感器是什么?执行器是什
么?
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