控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)施（第三課時）教　　材：（鳳凰國標(biāo)教材）普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書  通用技術(shù)（必修2）文檔內(nèi)容：控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)施章　　節(jié)：第四單元 控制與設(shè)計       第四節(jié) 控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)施課    時：共3課時 一、教學(xué)目標(biāo)1. 了解簡單的被控對象的基本特性。2. 能確定被控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)的方框圖。3. 形成初步的控制系統(tǒng)設(shè)計的方案。4. 能根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，制作一個控制裝置；學(xué)會調(diào)試運(yùn)行，提出改進(jìn)方案。 二、教學(xué)重點(diǎn)設(shè)計一個控制系統(tǒng)應(yīng)明確的問題；對控制系統(tǒng)的基本要求；循跡小車控制系統(tǒng)設(shè)計的思想方法。 三、教學(xué)難點(diǎn)設(shè)計一個循跡小車控制系統(tǒng)應(yīng)明確的問題的分析；控制系統(tǒng)設(shè)計思想方法。 四、教學(xué)方法討論法、案例教學(xué)法、理實(shí)一體化教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法。 五、教學(xué)準(zhǔn)備PPT、Arduino循跡小車套件、白板、ipad、筆記本電腦、airplay、伽卡他卡網(wǎng)絡(luò)教室等軟件 六、教學(xué)過程一、溫故知新（5min）師：同學(xué)們上節(jié)課我們已經(jīng)把開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容上完了，現(xiàn)在我們來將相關(guān)內(nèi)容復(fù)習(xí)一下，將工作單里的第一部分完成：生：（集體朗讀）① 控制的含義：人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展。② 控制系統(tǒng)的含義：任何一個控制的實(shí)現(xiàn)，都要通過若干個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)就構(gòu)成了一個系統(tǒng)。③ 開環(huán)控制系統(tǒng)含義：控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 ④ 閉環(huán)控制系統(tǒng)含義：我們把系統(tǒng)的輸出端返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。⑤ 反饋的涵義：控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回輸入端與輸入量進(jìn)行比較的過程。 二、新課教授（10min）師：同學(xué)們對控制系統(tǒng)的基本理論都掌握的不錯，那么如何去設(shè)計一個控制系統(tǒng)呢？下面我們一起看看課本里是如何描述一個控制系統(tǒng)的設(shè)計過程的課本里將一個控制系統(tǒng)拆分為8個部分，分別為：明確控制目的；分析被控對象的主要特性；確定被控量、控制量；控制系統(tǒng)方案的選擇；分析主要的干擾因素；控制系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行和評價；系統(tǒng)的成本分析；實(shí)施控制系統(tǒng)所需的設(shè)備、元件。我們可以就上節(jié)學(xué)習(xí)的“自動避障小車”系統(tǒng)為例來學(xué)習(xí)控制的設(shè)計。師：在“自動避障小車”中被控對象是什么？生：小車/電機(jī)。師：這個系統(tǒng)的控制目的是什么？生：自動避障。師：那么被控量是什么？生：電機(jī)的速度、方向。師：控制量決定了被控量的輸出，在這個系統(tǒng)里什么是控制量？生：避障的距離。師：這個系統(tǒng)采用了什么類型的控制系統(tǒng)？生：閉環(huán)控制系統(tǒng)。師：這個系統(tǒng)怎樣實(shí)現(xiàn)的反饋？生：距離傳感器返回的數(shù)據(jù)。師：這是“自動避障小車”控制系統(tǒng)的方框圖，請同學(xué)將對應(yīng)的空格填上（3min）方案一：師：大家都填的差不多了，哪位同學(xué)愿意分享自己答案？XX生：（用ipad投影自己答案） 方案二：（觀察學(xué)生完成情況）師：剛剛觀察同學(xué)們的完成情況，同學(xué)們在XX、XX空上有不小的分歧，我們一起來分析一下這幾個空。師：（按具體情況分析） 師：下一步我就可以按照我們的控制方案選取硬件并連接了。下圖是各個硬件電路示意圖，我們一起完成它： 師：聯(lián)好了線可不能讓我們的小車跑起來，還得寫進(jìn)程序，這是上節(jié)課一位同學(xué)上交上來的程序流程圖師：通過“自動避障小車”設(shè)計過程其實(shí)我們是可以歸納成一般的控制系統(tǒng)設(shè)計師：注意，我們完成控制系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行后經(jīng)常還要根據(jù)結(jié)果反饋回來再調(diào)整硬件、程序。 三、動手實(shí)踐（15min）師：下面就請同學(xué)們按標(biāo)準(zhǔn)的流程設(shè)計一個“巡線小車” 并完成工作單，時間15min生：（動手制作巡線小車） 四、成果分享（7min）師：剛剛看到好幾個小組都已經(jīng)完成了任務(wù)，那么就請大家一起來看看他們是如何設(shè)計這個系統(tǒng)（用ipad展示小組的作品與工作單）師：請發(fā)言員先說一下你們的小組分工，再簡述一下你們的設(shè)計思路（結(jié)合投影出改組的工作單）師：非常棒?。ǜ鶕?jù)實(shí)際情況，提出設(shè)計的閃光點(diǎn)，或者指出不足。根據(jù)時間還可多選幾組不同結(jié)果的小組做展示）師：剛剛也看了不同小組作品，發(fā)現(xiàn)未完成（或者已完成但有缺陷）的小組還是有一些地方做的不好的（根據(jù)實(shí)際問題結(jié)合設(shè)計的一般流程指出這些問題出現(xiàn)在哪個環(huán)節(jié)，如何改進(jìn)）師：本節(jié)課就到這里。

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高中通用技術(shù)蘇教版 (2019)必修《技術(shù)與設(shè)計2》電子課本

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版本： 蘇教版 (2019)

年級： 必修《技術(shù)與設(shè)計2》

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