第一节什么是控制.doc

第四章控制与设计第一节什么是控制教学口标：1、 理解控制的含义2、 积极观察生活，能从生活中所遇到的和所观察到的事物中识别出各 种受控对象和受控过程3、 对控制技术产生强烈的兴趣和好奇心，并把它传化为对后续知识学 习的动力重难点：1、 分析案例的控制过程与结果2、 体会控制技术应用的广泛性、重要性课时安排：2课时知识提纲：一、 控制理论：1、 公元前300年出现2、 瓦特最早应用于工业3、 1948年，维纳的《控制论》出版标志着学科的诞生二、 事例：1、 计时水钟2、 飞球控制器3、 电灯开关4、 学生设计的密码箱◊风扇可调开关教学思路:从介绍各种控制装置入手，建立关于控制的初步认识和感性经验，通过“讨 论交流”活动强化，并形成关于对控制的基本认识和对控制的描述，同时认识到 控制及控制技术应用的广泛性以及学习控制与设计的意义不要求学生对什么是控制做精确的口头或文字表述，但应通过各种学习活动 对其有较深刻的理解较好地了解控制系统的构成要素，以此为依据分析判断生 活中的哪些对象是控制系统，怎样实施控制过程新课导入：［师］同学们好，在上个学期的期末设计方案中，有同学提出这样一个问 题：水塔里的水，有时是用光了，直到水龙头没水出来才知道要抽水，而抽水 有时候直到水溢出水塔才能发现。

这样由人工抽水即不及时又有可能造成浪费 针对这个问题，设计了一个自动抽水的控制装置，当水位低于设定水位时自动抽 水，水位达到一定高度后，自动停抽请同学们讲讲这个装置的工作原理［生］放一浮子，随水位升降过低时触动触发点，电路通，抽水机工作, 水位到一定高度后，触动另一个触发点，电路断开，抽水机停止工作［生］很好，这就是一种简单的自动控制，那么，这节课我们就学习有关 控制的知识：第四章控制与设计的第一节什么是控制新课教学：［师］请同学们花几分钟时间阅读课本102页的两个控制装置案例［生］ ［师］第一个案例，自动饮水器有怎样的功能，是怎样实现的？［生］ ［师］请同学们分析第二个案例的功能及工作原理［生］ ［师］像这样，人们根据自己的目的，通过一定的手段，使事物沿着确定 方向发展，就形成控制［师］控制的例子有很多，请同学们收集使用控制技术的实例，并试分析 它们的控制效果与原理［生］分组讨论 ［师］请各小组派代表总结本小组的讨论［生］发言 ［师］可见，控制技术有着广泛的应用它的应用对人类社会产生巨大的 影响那么，我们就应认识到学习控制技术的重要性，认真学好本章内容［师］关于控制，有一专门的理论，叫做“控制理论”，下面我们来了解 一下。

配合课件讲解）［师］请同学们分析“计时水钟”和“飞球控制器”的有原理及效果［生］ ［师］我们再来看教室里的风扇开关，这是一个可调开关，共五个档每 个档对应有一定的转速［师］这种风扇开关档位变速串联着电感线圈，因为电感线圈所起的作用仍 然是“电阻”，用电感线圈而不用纯电阻是为了防止电流发生突变而造成电器损 坏罢了，其本质不过是一种更高级的电阻（带有缓冲电流的功能）每个档对应 一定的“电阻”，选择不同档位，即选择不同的“电阻”与风扇串连，风扇即有 不同的转速简介（补充内容）风扇调速器原理，其实就是一个可调变压器，每一档有不同线圈匝数，而 输出的电压改变，从而改变风扇的转速它只是在风扇的正级端串接一个1K 欧或10K欧的炭膜变阻器，通过它来改变对风扇供电电压的强度，从而使风扇 的转速发生改变这种电路成本非常低，也很好生产，但缺点是当您将风扇扇 速调到较低的位置时，加在炭膜变阻器上的电压和电流过大，从而使它发热， 变阻器变成了电暖器，长久以往就会使其损坏电阻起的是阻抗作用，电感起的是感抗作用，在电风扇的控制中使用电阻 或电感控制的效果是一样的，其本质是通过改变阻抗的大小来调节通过风扇电 机电流的大小，以达到控制电机转速的目的。

为什么在应用中不使用价格低廉 的电阻而是使用造价较高的电感呢？那是因为电阻会发热（浪费电能且易烧 毁），而电感不会发热（理想的纯电感）［师］假设除一档外，别的档的线圈都烧了，那么，开关要调到几档风扇 才会转？［生］一档［师］对，我们可以这样看，这个开关相当于五个密码锁，只有调对密码, 即调到一档风扇才会工作那么，这样的密码锁有哪些缺陷？［生］简单，易破解， ［师］对了，如果每个档都试过，密码就可以猜出来如何解决这个问题？［生］ ［师］下面是一种方法即用多个开关串连，比如用4个串连就共有62 5种可能，要靠穷举法破解就难了［师］将此电路串连到一保险箱上，当只有调对密码时，电路接通，门才 打开［师］我们来欣赏一个根据此原理设计的学生作品［师］但是，调不对密码，只是门打不开，没有报警功能，该如何设计才 能解决这一问题呢？［生］——［师］这个问题由同学们课后自己思考，好的，今天的课就到这里教学反思：1、 学生讨论不认真、不主动、不积极应创设好情境2、 学生对控制技术应用的广泛性体会不够，考虑补充一些控制技术在各个领域的应用例子3、对控制的内涵理解不够。