内容正文:
第5单元 系统控制中的量
第3课
控制过程中的连续量
项目主题
苏科版·六年级
Contents
目录
学习目标
Learning goal
01
新知探究
Exploring New Knowledge
03
课堂导入
Lead-in
02
知识总结
Knowledge Summary
04
智慧挑战
Smart Challenge
05
part one
学习目标
1/5
01. 学习目标
01
02
了解控制系统工作时产生的数据
了解连续量的表现形式及应用
part TWO
课堂导入
2/5
02.课堂导入
在农植园植物的养护过程中,我们需要了解植物生长环境中的温度、湿度、光照度等物理量,从而确保植物能够在适宜的环境中生长。在控制系统中,这些量通常作为连续量进行监测和控制。
part THREE
新知探究
3/5
03.新知探究
通常,连续量会随着时间而连续变化。下页图反映了某日某一地区上午7点至下午1点的温度与湿度变化情况。
03.新知探究
在控制过程中,连续量通常指的是在一定范围内可以取得无限个数值的变量,如温度、湿度等。人们通过对这些连续量进行监测、分析和调整,可以确保系统按照预定的要求或目标运行。为了实现这一目标,我们可以选用合适的传感器和执行器等设备来监测和控制这些连续量。
我们身边还有哪些量是连续量?这些量随着时间发生了哪些变化?
声音的波动
心电图的变化
03.新知探究
温度传感器是一种常见的监测设备,它能够将温度这一物理量转换为电信号,从而方便我们进行温度的监测和控制。
思考讨论:生活中有哪些地方用到了温度传感器?分别给我们带来了哪些便利?
03.新知探究
除了温度传感器,生活和生产中还有很多设备能够对连续量进行监测,它们在提高生活质量、保障安全、提升生产效率等方面发挥着重要作用。
在智能家居安防系统中,当室内温度异常升高时,温度传感器会自动触发警报系统,提醒可能存在火灾风险;在智慧农植园中,温度传感器可以监测温室的温度,从而确定何时打开或关闭通风口,以控制温室的温度维持在适宜植物生长的范围……
03.新知探究
场景
请设计一个校园农植园自动通风模拟系统,使其能根据农植园环境温度的变化自动控制电扇的风力大小,实现对农植园环境温度的自动调节。
讨论
设计校园农植园自动通风模拟系统
03.新知探究
过程与控制实验板(温湿度传感器、电扇、显示屏)、数据线、编程软件等。
实验准备
03.新知探究
1.用数据线将过程与控制实验板连接至计算机。
实验过程
2.启动编程软件,单击左下角的“扩展中心”,选择并加载“过程与控制实验板”。单击“启动”按钮,并最小化弹出窗口。
03.新知探究
3.编写“校园农植园自动通风模拟系统”程序,可实现:实时监测环境温度并同步将监测数值显示在显示屏上,同时根据监测数值调节电扇转速。环境温度越低,电扇转速越慢,风力越小;环境温度越高,电扇转速越快,风力越大。
实验过程
03.新知探究
5.根据实验情况,调整温度的阈值,再重新测试。
实验过程
实验结论:
通过实验,我们发现
根据环境温度变化,校园农植园自动通风模拟系统中电扇的转速可以调节
4.选择COM口,连接设备,将程序下载到过程与控制实验板中,测试并观察程序的运行情况。
03.新知探究
思考交流:
1.在农植园中,还有哪些连续量会随着环境温度的变化而变化?
2.通风系统除了能给环境降温,还能除湿。思考如何利用温湿度传感器
的空气湿度测量功能,给通风系统增加自动除湿的功能。
讨论
利用温湿度传感器实现自动除湿功能:
新增湿度阈值*:在程序中设定一个湿度上限(如80%RH),当温湿度传感器检测到空气湿度超过该阈值时,自动启动通风系统。
逻辑判断:程序同时读取温度和湿度数据,采用“或”逻辑——只要温度或湿度任一超过对应阈值,通风系统就启动;当两者均低于阈值时,通风系统停止。
优化策略:可根据温湿度组合(如高温高湿、低温高湿)调整通风强度,在除湿的同时兼顾节能与植物生长需求。
空气相对湿度
土壤温度与湿度
植物蒸腾速率
病虫害活跃度
光照强度与时长
二氧化碳浓度
part FOUR
知识总结
4/5
04.知识总结
认识控制过程中的连续量
生活中的连续量
连续量数据的表现形式
连续量的特点和在控制过程中的意义
part FIVE
智慧挑战
5/5
05.智慧挑战
01
观察下面两种温度显示方式:方式A:水银温度计,液柱高度随着温度连续变化。方式B:电子温度计,屏幕显示“25.3℃”
其中,方式A的温度变化属于:
A. 连续量
B. 开关量
C. 数字量
D. 逻辑量
答案:A
解析:连续量是指在时间和数值上都连续变化、可以取无限多个值的量,就像水银温度计里的液柱——温度每变化一点点,液柱的高度都对应变化,中间没有跳跃。
02
下列选项中,全部属于“连续量”的是:
A. 教室里灯的亮/灭状态、门的开/关状态
B. 水箱里的水位高度(从0到100厘米连续变化)、一天中的气温变化
C. 电梯的楼层显示1楼、2楼、3楼
D. 红绿灯的红灯、绿灯、黄灯
答案:B
解析:选项B:水位高度可以在0~100厘米之间取任意值(如35.7厘米),气温也可以在一天中连续变化(如从15.3℃逐渐升到24.8℃),它们都是典型的连续量。
谢谢
下次课见!
THANK
苏科版·六年级
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