内容正文:
第7单元 系统与反馈
第1课
系统的反馈
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
了解人们在处理日常事件时发生的反馈
了解反馈在控制系统中的作用
part TWO
课堂导入
2/5
02.课堂导入
在日常生活中,许多家用电器都具备自动化功能。根据设定好的目标,这些系统可以自动获取信息,并进行自我调节,从而完成任务并达到预期的效果。
part THREE
新知探究
3/5
03.新知探究
比赛前,小智仔细测试了机器人在移动过程中避免碰撞墙壁的能力。他通过不断调整机器人轮子的转速和运行时间,测量机器人最终停止时与墙面的距离,直到达到理想效果为止。
思考并讨论:
你有更快、更高效的方法帮助小智达成目标吗?
03.新知探究
如果我们在机器人上增加一个检测装置——避障传感器,机器人就像拥有了“眼睛”一样,能够“看”到障碍物。
机器人在离障碍物一定距离时,便会自动停止电动机的运行。
避障传感器
03.新知探究
避障传感器通常采用超声波、红外线或激光等技术来检测物体的距离和位置信息。目前,常见的避障传感器包括超声波传感器、红外传感器、激光雷达等。
超声波传感器
超声波传感器
激光雷达
超声波传感器
超声波传感器
激光雷达
03.新知探究
反馈 :机器人系统输出的一部分被重新返回到系统的输入中,以调整和控制机器人的动作行为的过程
反馈是一种重要的系统控制方法,它使系统能够根据实际情况做出决策和调整,从而实现系统的自动化控制。
03.新知探究
机器人在穿越障碍区域时,必须依赖传感器来实时获取周围障碍物的信息,以避免发生碰撞。
在该场景中,机器人要实现自动行驶并完成相应任务,需要建立哪些信息反馈?为什么?
03.新知探究
在沿着黑线行走的过程中,机器人同样需要通过传感器实时获取黑线信息,才能确保稳定地沿着线路行走。
通过对反馈信息进行处理和调整,机器人能够更加灵活地适应不同环境,并完成复杂任务。
03.新知探究
查找资料,了解表格中的传感器可以帮助系统获得哪些反馈信息。
传感器名称 反馈信息
超声波传感器
光敏传感器
声音传感器
温度传感器
反馈距离信息(例如检测前方物体的距离、判断是否有障碍物)
反馈光线强度信息(例如判断环境是亮还是暗、光照的强弱程度)
反馈声音大小信息(例如检测环境音量高低、是否有声音)
反馈环境温度信息(例如测量当前环境的温度数值)
03.新知探究
电冰箱内部的温度传感器,不断向系统反馈箱内的温度,并与目标温度进行比较。如果箱内温度高于目标温度,电冰箱自动调控压缩机向内部输送冷气的量和速度,以使其内部达到目标
电冰箱通过反馈来自动调节温度,以保持食物的新鲜度
家用电器中的反馈
03.新知探究
空气净化器在自动模式运行时,空气质量检测装置不断向系统反馈周围空气中污染物的浓度信息,并与预设的标准浓度限值进行比较。如果污染物实际浓度高于标准浓度限值,空气净化器自动调节风扇运行速度来控制空气过滤速度,以使周围空气质量达标。
空气净化器通过反馈来调节风扇,并按照要求完成空气净化任务
家用电器中的反馈
03.新知探究
扫地机器人工作时,避障传感器不断向系统反馈障碍物信息,机器人依靠这些信息,自动规划行进路线,以完成地面清洁任务。
扫地机器人通过反馈来躲避障碍,并按照要求完成清扫任务
家用电器中的反馈
03.新知探究
反馈能够对系统的运行过程进行监督和控制,及时发现问题,使系统做出自我调节和修复,从而提高系统的可靠性。
part FOUR
知识总结
4/5
04.知识总结
“与”运算
生活中的反馈
控制系统中的反馈
反馈在控制系统中的作用
part FIVE
智慧挑战
5/5
05.智慧挑战
01
骑自行车时,要想保持平衡不摔倒,我们需要不断感知身体倾斜的方向,并相应地调整车把。这种“感知倾斜→调整车把→再感知”的循环过程,在控制系统中属于:
A. 开环控制(没有反馈)
B. 闭环控制(有反馈)
C. 顺序控制
D. 随机控制
答案:B
解析:大脑不断接收来自身体平衡感(传感器)的反馈信息(身体是否倾斜、向哪边倾斜),然后根据这些信息发出指令(调整车把方向),改变车身状态;调整后,又通过反馈感知新的状态,再进行调整……这个“检测→比较→调整→再检测”的循环,正是反馈控制的核心。
02
关于“反馈”在控制系统中的作用,下列说法正确的是:
A. 反馈让系统变成开环控制,不依赖输出结果
B. 反馈的作用是让系统能够根据实际输出与目标值的偏差进行自动调整,从而提高控制的准确性和稳定性
C. 反馈只会让系统变得更复杂,没有实际用处
D. 反馈只在人工操作的系统中有用,自动系统不需要反馈
答案:B
解析:反馈的核心作用就是检测偏差、纠正偏差。系统通过反馈知道实际输出与目标之间的差距(误差),然后根据误差进行调整,使输出不断接近目标。这大大提高了控制的准确性和稳定性。
谢谢
下次课见!
THANK
苏科版·六年级
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