第5章 控制系统与工程 （知识清单）科学新教材浙教版八年级下册

该初中科学知识清单系统梳理了“控制系统与工程”单元内容，涵盖自动控制的概念、系统组成、传感器及电子元器件、控制电路设计制作等核心范畴，搭建从基础定义到系统分析再到实践应用的递进式学习支架。 清单通过分类表格呈现子系统功能、传感器类型及电子元器件特性，关联对比人体与机器控制系统的信息处理流程，以机器人避障等典型案例具象化控制逻辑，培养学生的科学观念和科学思维。特别设计传感器与人体感官对应的功能表，标注系统组成的相互制约关系，辅助不同学生高效理解知识体系，教师可据此设计分层教学活动，提升课堂实效。

第5章 控制系统与工程（知识清单） 第1节 自动控制系统 知识点一 自动控制 1、定义 机器可以根据 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。 2、优势 可替代人力完成高危、高精度、重复性工作，弥补人工操作的局限，广泛适配生活、生产、科研场景。 3、实例 楼道自动灯、商场自动感应门、空调恒温控制、自动驾驶汽车、工业救援机器人、智能停车系统等。 4、应用领域 日常生活、工业生产、航空航天、国防科技、人工智能、应急救援等，是衡量现代国家科技竞争力的重要标志。 知识点二 自动控制系统的组成 1、系统 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、控制系统的组成 子系统 功能 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 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 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 【特别提醒】三者相互联系、相互制约，有序配合，前一个系统的输出为后一个系统的输入，共同构成完整的自动控制流程。 3、典型控制流程（机器人避障） 传感器感知前方障碍物→信号传输至中央处理器→处理器分析判断、发出绕行指令→执行系统运作，完成绕行操作。 4、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 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 （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 知识点四 传感器 1、定义 传感器是把收集的各种信息（光、声、压力、气味、温度）转化成 的元件或装置。 2、功能 传感器 相当于人的感官 功能 应用举例 敏传感器 眼 视觉：收集光信息 相机感光元件，路灯和航标自动控制、计数器、红外温度计 敏传感器 鼻 嗅觉：收集气味分子的特征信息 空气质量、气体泄漏监测，医疗器械元件 敏传感器 耳 听觉：收集声音信息 环境噪声监测、安防监控、家居自动控制 压力、温敏等传感器 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：收集物质的化学成分信息 环境监测、酒驾检测等 第2节 设计和制作控制系统 知识点一 常见自动控制电子元器件 元器件名称 实物图 符号 元器件功能 光敏电阻器 当光照增强时，电阻会减小 电容器 可储存、释放电荷 变压器 可升高或降低电压 扬声器 将音频电信号转换成声音 只允许单向电流通过，可实现交流电和直流电转换 发光二极管 照明或作为电流通过的信号灯 集成电路片 / 信息的逻辑判断、运算等较复杂的处理 知识点二 设计和制作控制电路的要求 1、根据控制系统的三个子系统认识生活、生产中常见控制电路的基本控制原理，例如停车场的自动管理系统。 2、电路设计要阅读元件的说明书，了解其参数，根据电路图连接电路。 30 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5章 控制系统与工程（知识清单） 第1节 自动控制系统 知识点一 自动控制 1、定义 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。 2、优势 可替代人力完成高危、高精度、重复性工作，弥补人工操作的局限，广泛适配生活、生产、科研场景。 3、实例 楼道自动灯、商场自动感应门、空调恒温控制、自动驾驶汽车、工业救援机器人、智能停车系统等。 4、应用领域 日常生活、工业生产、航空航天、国防科技、人工智能、应急救援等，是衡量现代国家科技竞争力的重要标志。 知识点二 自动控制系统的组成 1、系统 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、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 【特别提醒】三者相互联系、相互制约，有序配合，前一个系统的输出为后一个系统的输入，共同构成完整的自动控制流程。 3、典型控制流程（机器人避障） 传感器感知前方障碍物→信号传输至中央处理器→处理器分析判断、发出绕行指令→执行系统运作，完成绕行操作。 4、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 知识点四 传感器 1、定义 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。 2、功能 传感器 相当于人的感官 功能 应用举例 光敏传感器 眼 视觉：收集光信息 相机感光元件，路灯和航标自动控制、计数器、红外温度计 气敏传感器 鼻 嗅觉：收集气味分子的特征信息 空气质量、气体泄漏监测，医疗器械元件 声敏传感器 耳 听觉：收集声音信息 环境噪声监测、安防监控、家居自动控制 压力、温敏等传感器 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：收集物质的化学成分信息 环境监测、酒驾检测等 第2节 设计和制作控制系统 知识点一 常见自动控制电子元器件 元器件名称 实物图 符号 元器件功能 光敏电阻器 当光照增强时，电阻会减小 电容器 可储存、释放电荷 变压器 可升高或降低电压 扬声器 将音频电信号转换成声音 二极管 只允许单向电流通过，可实现交流电和直流电转换 发光二极管 照明或作为电流通过的信号灯 集成电路片 / 信息的逻辑判断、运算等较复杂的处理 知识点二 设计和制作控制电路的要求 1、根据控制系统的三个子系统认识生活、生产中常见控制电路的基本控制原理，例如停车场的自动管理系统。 2、电路设计要阅读元件的说明书，了解其参数，根据电路图连接电路。 30 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $