4.4 控制系统的设计与实施课件-2025-2026学年苏教版高中通用技术必修二

——自动升旗控制装置的设计与搭建 控制系统的设计与实施 情景导入 情景导入：国旗与国歌的完美同步 这庄严的时刻，国旗是如何精准地与国歌同步升起的？ 背后蕴含着怎样的控制技术？ 核心思考 控制系统设计的一般过程 控制系统的设计有其特殊性，既遵循设计的一般过程，又有一些具体的、特定的问题需要解决。 发现与明确问题 制定设计方案 制作原型或模型 测试评估和优化 控制系统设计的核心问题 01 控制的目的是什么？ 02 控制的对象是什么？ 03 选择开环还是闭环控制？ 05 04 被控量和控制量分别是什么？ 主要的干扰因素有哪些？ 案例分析：自动门控制系统 设计要素 自动门控制系统分析 控制目的 控制对象 被控量 控制量 干扰因素 控制方式 检测到行人时自动开门，延时后自动关门 自动门 门的位置（开/关状态） 电机的转动（正转/反转） 行人缓慢通过、障碍物阻挡、传感器误触发 开环控制 探究自动升旗控制系统的设计要素 3 分钟 时间限制 任务要求 核心思考 以小组为单位，讨论并完成自动升旗控制系统的要素分析表。请参考上一页的表格模板进行填写。 为了实现国旗与国歌同步升起，我们的被控量和控制量应该是什么？ 自动升旗控制系统 设计要素 自动升旗控制系统分析 控制目的 控制对象 被控量 控制量 干扰因素 控制方式 使国旗按照预定速度和时间与国歌同步匀速上升到指定高度 国旗 国旗的上升位置（高度）、上升速度 驱动电机的转速/输出转矩 风力/风向变化、电源电压波动、 绳子摩擦、滑轮阻力变化 开环控制 设计方案参考：开环控制系统方框图 输入量 升旗信号 控制器 (Arduino) 根据输入信号 控制电机启停 执行器 (电机) 提供动力 带动国旗上升 被控对象 国旗与滑轮系统 物理实体 被控量 国旗上升的 高度与速度 设计与实施自动升旗控制装置 在国歌播放时间内（约46秒），国旗匀速升至旗杆顶端并自动停止。 选用提供的简易材料进行搭建，确保结构稳固。 材料清单 设计要求 控制系统的搭建 观看图片演示学习自动升旗控制系统的搭建 作品展示与交流 成果展示环节 邀请 同学上台展示自动升旗装置 现场进行装置实际运行演示 观察装置的稳定性与同步性 作品展示与交流 交流分享要点 难点攻克：分享搭建过程中遇到的困难及解决方法 改进建议：谈谈对作品的优化方向和未来展望 综合评价 评价维度 评价标准 自评 互评 方案设计 方框图清晰，设计思路合理 A B C D A B C D 搭建与调试 装置搭建牢固，调试积极有效 A B C D A B C D 合作与交流 小组分工明确，乐于分享经验 A B C D A B C D 创新与改进 尝试了个性化设计或提出改进建议 A B C D A B C D 评分说明：A-优秀, B-良好, C-合格, D-需努力 非常感谢您们观看 Lavf58.46.101 $