05第五章《控制系统与工程》知识梳理-2025-2026学年科学浙教版八年级下册

2026 新浙教版科学八下第 5 章《控制系统与工程》 第 1 节 自动控制系统 一、什么是自动控制 1. 自动控制定义：机器或装置根据人的要求，自主完成某些操作，实现人所期望的功能。 2. 特点：相对人工控制而言，能基于自身获取的信息进行判断和操作。 3. 应用举例： 空调自动调节温度 楼梯灯自动开关 自动门感应开启 救援机器人执行危险任务 考点：理解自动控制的基本概念，能举例说明生活中的自动控制应用。 二、自动控制系统 1. 系统的构成：由信息收集系统、信息处理系统、操作执行系统三部分组成。 系统特点：各部分相互联系、相互制约，共同完成任务。 2. 人与机器控制过程的类比： （1） 人：眼（收集）→ 大脑（处理）→ 肢体（执行） （2） 机器人：传感器（收集）→ 中央处理器（处理）→ 执行机构（执行） 考点提示：掌握自动控制系统的三大组成部分及其功能，能绘制控制过程图。 三、自动控制元件 1. 传感器：将光、声、压力、温度等信息转化为电信号的装置。 2. 常见传感器类型及功能： 传感器 对应感官 功能 应用举例 光敏传感器 眼 视觉：感受光信息 相机感光元件、路灯/航标自动控制、计数器等 气敏传感器 鼻 嗅觉：感受气体成分信息 空气质量、气体泄漏监测、医 疗器械元件 声敏传感器 耳 听觉：感受声音信息 环境噪声监测、安防监控、家居自动控制 压敏、温敏传感器 皮肤 触觉：感受压力、温度信息 电子辞、电子温度计等 化学传感器 舌 味觉：感受气味分子信息 环境监测、酒驾检测等 考点提示：识记常见传感器的类型、功能及应用场景。 第 2 节设计和制作控制系统 一、自动控制的电路与元件 1. 常见电子元件：电阻器、电容器、变压器、二极管、发光二极管、集成电路等。 元件名称 实物图 电路符号 元件功能 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 将音频信号转换成声音。 二极管 只允许单向电流通过，可实现交直流转换。 发光二极管 照明或作为电流通过的信号灯。 集成电路片 （IC） 信息的逻辑判断、运算等较复杂的处理。 2. 控制电路板解析—以空调电路板为例： （1） 传感器部分：温度传感器（热敏电阻）实时监测回风温度。 （2） 处理核心：微处理器（IC）接收温度信号，与设定值比较，运行控制算法。 （3） 执行驱动：继电器控制压缩机、风扇电机的启停；步进电机控制风向叶片。 （4） 人机交互：按键、显示屏、LED 指示灯。 3. 元件功能简述： 光敏电阻：光照强时电阻减小 电容器：储存和释放电荷 变压器：改变电压 二极管：单向导电，可整流 发光二极管：发光指示 集成电路：进行逻辑判断与运算 考点提示：认识常见电子元件及其在电路中的符号与功能。 二、电池传感器的设计与制作 1. 任务目标：设计一个能检测电池是否安装正确的指示电路。 2. 所需器材：干电池、发光二极管（红、绿）、小灯泡、开关、导线等。 3. 设计步骤： （1） 测试发光二极管的单向导电性 （2） 绘制电路图 （3） 搭建电路并测试 （4） 撰写使用说明书 4. 电路状态指示： 绿灯亮：电路处于工作状态 红灯亮：电路处于待机状态 考点提示：能设计简单控制电路，理解发光二极管在状态指示中的应用。 本章核心考点总结 考点分类 具体内容 概念理解 自动控制的定义、系统组成、传感器分类 系统分析 能绘制人或机器的控制过程图，理解信息流传递路径 元件识别 认识常见电子元件及其功能，能识别电路图中的符号 电路设计 能设计简单的状态指示电路，理解传感器与控制电路的结合方式 应用举例 能列举生活中自动控制系统的实例，并说明其工作原理 章节 考点描述 易错提醒 常考题型 第1 节 自动控制系统 1. 自动控制的定义 能说出自动控制的基本概念，并能列举生活中的实例。 易混淆“自动控制”与“全自动化”，需强调“自主执行”但“目标由人 设定”。 选择题、填空题、简答题（举例说明） 2. 自动控制系统的三大组成部分 熟练掌握信息收集系统、信息处理系统、操作执行系统的名称、功能及对应关系。 容易记混三个系统的顺序或功能，建议用“感→思→行”口诀记忆。 填空题、连线题、简答题（绘制或解释控制框图） 3. 开环控制与闭环控制的区别 理解两者根本区别在于有无反馈，能判断常见案例属于哪种控制。 误以为所有自动控制都是闭环。例如：定时洗衣机是开环，空调温控是闭环。 判断题、选择题、案例分析题 4. 常见传感器的识别与应用 掌握光敏、声敏、温敏、气敏等传感器的检测对象、工作原理及典型应用。 混淆不同传感器的检测对象，如将气敏与化学传感器功能混同。 选择题、配对题、简答题（选型说明） 第2 节 设计和制作控制系统 5. 基础电子元件的识别与功能 认识电阻、电容、二极管、LED、继电器等元件的电路符号及其在电路中的作用。 混淆二极管与 LED 的符号；忘记继电器在电路中的“弱电控强电”桥梁作用。 识图题、填空题、简答题 6. 二极管的单向导电性及其应用 理解二极管只允许电流单向通过的特性，并能在电路设计（如极性检测、整流）中应用。 设计电路时忽略二极管的极性连 接，导致电路不工作或元件损坏。 实验设计题、电路分析题、判断题 7. 简单控制电路的设计与分析 能根据需求设计简单电路（如状态指 示、光控、声控），并分析其工作原理。 设计电路时未考虑限流电阻的必要性，导致 LED 等元件烧毁；逻辑关系分析不清。 设计题、电路图补全题、探究分析题 8. 工程实践能力（如电池极性检测仪）掌握从需求分析、电路设计、实物搭建到测试验证的完整工程流程。 制作过程中接线错误、虚焊、元件极性接反；测试步骤不完整，结论不准确。 综合实践题、实验报告题、项目设计题 跨节综合考点 9. 控制系统的整体分析 能针对一个具体自动控制案例（如自动门、自动驾驶），完整分析其三大子系统如何协作。 分析时遗漏某个子系统或描述不清信息流向。 综合应用题、案例分析题、框图绘制题 10. 系统思维与工程素养 理解系统各部分的相互联系，能在设计时综合考虑传感器选型、控制逻辑与执行机构匹配。 设计时只考虑功能实现，忽略可行性、可靠性或安全性。 开放设计题、论述题、项目优化题 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $