第1节 自动控制系统 （教学课件）科学新教材浙教版八年级下册

该初中科学课件聚焦自动控制系统，涵盖自动控制概念、系统组成（信息收集、处理、执行）及传感器等核心知识点。课堂导入以自动驾驶出租车提问引发兴趣，通过生活案例（楼道灯、救援机器人）、人机系统对比、小组讨论归类等学习支架，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于以科学观念（系统组成、传感器功能）和科学思维（对比分析、归纳流程）为核心，结合“思考与讨论”（生活案例归类、机器人控制过程图）、类比表格（传感器与人感官）等互动设计，融入自动驾驶等工程实例。学生能提升应用能力，教师可借助结构化素材提高教学效率。

第1节 自动控制系统 第5章 控制系统与工程 科学浙教版（2024） 八年级上册 01 什么是自动控制 02 自动控制系统 03 传感器 知识目标 认识自动控制系统组成，知晓传感器可将各类信息转为电信号。 了解自动控制应用价值，树立探索工程技术的兴趣与意识。 对比分析人机控制系统，归纳自动控制的工作流程与规律。 科学观念： 科学思维： 态度责任： 素养目标 课堂导入 一些城市已经启用自动驾驶出租车。顾客上车后，汽车会按乘客的要求，安全、准时地将乘客送达目的地。 汽车是如何做到自动驾驶的？ PART 01 什么是自动控制 什么是自动控制 01 1、什么是自动控制 机器可以根据人的要求自主完成某些操作，达到人的要求或具备人所期望的功能，这就是自动控制。 楼梯灯自动开启与关闭 化工生产区火场的救援机器人在工作 什么是自动控制 01 2、自动控制的优势 自动控制是相对人工控制而言的，它能够根据人的需要、机器或装置自己获得的信息，及时作出合理的判断，进而自主地完成某些操作。 什么是自动控制 01 3、应用领域 自动控制已经广泛应用于生活、生产，是航空航天、国防科技等领域的重要技术，也是当今国家竞争力的重要标志。 什么是自动控制 01 以小组形式讨论：生活和生产中还有哪些自动控制的应用案例？对讨论的案例合理归类。你能猜出案例中实现控制功能的设计思路吗？ ①温控：冰箱、恒温烤箱；液位：水箱上水、马桶进水；光控：自动路灯、声光控灯；人体感应：自动门、感应水龙头；限位：电梯、卷帘门。 ②控制思路：传感器采集数据→对比设定值→驱动部件自动启停。 PART 02 自动控制系统 自动控制系统 02 1、控制 控制是一个主体对一个对象发出有目的的操作行为，以达到主体的期望。 自动控制系统 02 系统是由几个相互联系、相互制约的部分组成的整体，每个部分也可以是由几个相互联系、相互制约的子系统组成的。 2、系统 人体系统 天体系统 自动控制系统 02 原子是一个系统。请你阐述原子系统的结构与组成。 原子由原子核和核外电子构成。原子核包含带正电的质子和不带电的中子，核外电子带负电，绕核运动，原子系统整体呈电中性。 自动控制系统 02 3、控制系统的组成 子系统 功能 信息收集系统 负责感知、采集外界环境和控制对象的各类信息，为后续处理提供数据来源。 信息处理系统 对收集到的信息进行分析、运算、逻辑判断，根据预设规则发出对应的操作指令。 操作执行系统 接收处理系统的指令，完成具体的操作动作，最终实现控制目标。 自动控制系统 02 眼 观察到前方有积水区域 大脑 根据自己经验和获得的环境信息做出判断：无法直接走过去，必须绕行 躯体 执行指令：改 变行走路线， 从积水区的边 缘绕过去 将观察到的积水信息传输到大脑 传输指令：绕行前进 （1）“绕行”行为的控制过程 信息收集系统 信息处理系统 操作执行系统 自动控制系统 02 光学传感器 收集信息：前方有障碍物 中央处理器 对当前信息进行综合分析与处理，作出判断：无法穿过 ，只能绕行 操作执行系统按指令完成相应的绕行操作 信息传输到中央处理器 发出指令：改变路线，绕行 （2）机器人的自动控制 信息收集系统 信息处理系统 操作执行系统 自动控制系统 02 （3）人体与机器自动控制系统对比 功能系统 机器自动控制系统 人体控制系统 信息收集 由各种传感器感知各种信息，并把信息转化成电信号 由各种感觉器官感知各种信息，并把信息转化成神经传输的冲动（微电流） 信息处理   收集的信息由中央处理器（计算机、数据处理器等）进行计算和处理，并根据结果发出操作指令 收集的信息由大脑神经系统进行计算和处理，并根据处理结果发出操作行为指令 操作执行 根据中央处理器的指令，由相应的操作部件（如继电器、轮轴和电机组成的机械装置）完成指令要求的操作 根据大脑的指令，由相应的操作器官或部位完成指令要求的操作 自动控制系统 02 画出机器人绕过积水区域的自动控制过程图。 PART 03 传感器 传感器 03 1、传感器 传感器是把收集的各种信息（光、声、压力、气味、温度）转化成电信号的元件或装置。 传感器 03 2、传感器的功能 传感器 人的感官 功能 应用 光敏传感器 眼 视觉：收集光信息 路灯、相机 气敏传感器 鼻 嗅觉：收集物质的化学成分信息 气体泄漏检测 声敏传感器 耳 听觉：收集声音信息 噪声监测 压敏、温敏传感器 皮肤 触觉：收集压力、温度等信息 电子秤、电子温度计等 化学传感器 舌 味觉：收集气味分子的特征信息 环境监测、酒驾检测等 传感器 03 楼梯灯需要哪些传感器，才能实现晚间自动开启为行人照明的功能？ 光敏传感器和人体感应传感器（红外人体感应/微波雷达感应）搭配：光线昏暗且检测到有人时楼梯灯自动点亮，光线充足或无人时自动关闭。 传感器 03 自动驾驶技术 自动驾驶汽车是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。经过数十年的研究，目前已基本趋向实用化的阶段。自动驾驶汽车依靠人工智能（车载电脑＋互联网平台）、视觉计算（视觉传感器＋即时计算）、雷达（超声波测距）、监控装置和全球定位系统协同合作，让汽车可以在无人操作的情况下自动安全地行驶。显然，自动驾驶汽车上有很多传感器，收集各种道路信息。信息处理平台就是依靠这些信息作出判断、发出操作指 传感器 03 令的。通信技术、航天技术、人工智能、传感器技术的发展必定会使自动驾驶技术日臻成熟。 课堂小结 课堂练习 【典例1】一个最简单的自动控制系统，通常不包含以下哪个部分?（　　） A．控制器 B．执行器 C．传感器 D．人工操作员 【解析】一个最简单的自动控制系统，通常由控制器、 执行器、传感器组成，它的核心是自动完成控制过程，不需要人工操作员持续参与，D正确，ABC错误。 D 课堂练习 【典例2】以下操作系统，不属于自动控制的是（　　） A．自动感应的楼梯灯 B．商店门口自动问好的机器人 C．搜救溺水者的机器人 D．空调的遥控器 【解析】A．自动感应的楼梯灯，通过感应装置检测环境光线和人体活动等信息，自动控制灯的开关，属于自动控制；B．商店门口自动问好的机器人，通过传感器检测到有人靠近等情况，自动触发问好的动作，属于自动控制；C．搜救溺水者的机器人，能够自主地根据设定的程序和传感器获取的信息，在一定环境中执行搜救任务，属于自动控制；D．空调的遥控器，需要人手动操作遥控器上的按钮来发出指令控制空调，不是在没有人直接参与的情况下自动运行的，不属于自动控制，故D符合题意。 D 课堂练习 【典例3】下列设备中，没有用到传感器的是（　　） A．自动感应门：当人走近时，门会自动打开 B．声控灯：在黑暗中听到拍手声或脚步声就会亮起 C．电子体温计：靠近额头或放入耳朵，“嘀”一声就能显示体温 D．机械式开关台灯：通过手动按下按钮来控制灯的亮灭 【解析】自动感应门用到红外/微波传感器，检测人体接近；声控灯用到声音传感器，检测拍手声；电子体温计用到温度传感器，检测体温；机械式开关台灯纯机械结构，靠人手按压接通或断开电路，没有任何传感器参与。 D 第1节 自动控制系统 科学浙教版（2024） 八年级上册 谢谢观看 $