控制系统的工作过程及方式

控制系统的工作过程与方式一、教学目标1.通过案例分析，归纳控制系统的基本特征；2.了解开环控制和闭环控制的特点；3.分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程4.学会用框图来归纳控制系统实例的基本特征，逐步形成理解和分析简单开环和闭环控制系统的一般方法二、教学内容分析本节是“控制与设计”第二节的内容，其内容包括“控制系统”、“开环控制系统与闭环控制系统的组成及其工作过程”是学生在学习控制在我们的生活和生产中的应用后，进一步学习有关控制系统的组成、工作方式以及两种重要的控制系统：开环控制和闭环控制，并熟悉它们工作原理和作用。

生活中不乏简单控制系统的应用，人们对此往往象看待日出日落一类自然景色般的习以为常。

本部分内容的学习，正是要引导学生，从技术的角度、用控制的思维看周围的存在，分析其道理，理解其基本的组成和工作过程。

本课教学内容，从学生生活经验出发，从实例分析入手，归纳出对控制系统的一般认识，以及根据控制系统方式分类的开环控制系统和闭环控制系统两类，并侧重对开环控制系统的工作过程、方框图、重要参数进行分析。

本课要解决的重点是：开环控制系统的工作过程分析，用方框图描述开环控制系统的工作过程。

三、学习者分析学生在前面的学习中已经学习和分析了控制在生活生产中的应用，获得了有关控制及其应用的初步感性认识和体验，但是对控制的基本工作方式和工作机理还缺乏了解，他们对进一步了解控制系统的知识是有探究的欲望的。

结合前面的应用案例分析，进一步分析案例中控制是如何工作的，以及有怎样的工作方式，是学生学习的最近发展区。

四、教学策略：1. 教法：本章的教学结合具体的教学内容和目标我们采用“案例情景—机理分析—总结归纳－认识提升”的模式展开。

在教学中把知识点的教与学置于具体的案例情景当中，通过丰富而贴近生活的案例使学生从生活体验到理性分析的思维升华过程。

同时关注学生能否用不同的语言表达、交流自己的体验和想法。

控制系统的工作过程和方式(教学案例)引言控制系统是现代工程中不可或缺的一部分，它可以通过对输入信号进行处理和反馈来实现对系统状态的控制和调节。

在本教学案例中，我们将详细介绍控制系统的工作过程和方式，并通过一个实际案例进行讲解，帮助学生更好地理解控制系统的原理和应用。

控制系统的基本原理控制系统的基本原理可以简单概括为：通过对输入信号进行处理和反馈，实现对输出信号的控制和调节。

具体来说，控制系统通常包括以下几个基本要素：1.输入信号：输入信号是控制系统中的参考信号，它可以是一组预设值或输入变量。

2.处理单元：处理单元接受输入信号，并根据预先设定的控制算法进行运算和处理。

处理单元可以是一个简单的逻辑电路，也可以是一个复杂的控制算法。

3.输出信号：输出信号是经过处理和反馈后的结果，它可以控制和调节系统的状态和行为。

4.反馈单元：反馈单元接收输出信号，并与输入信号进行比较，从而产生一个反馈信号。

反馈信号可以用来调节处理单元的运算和处理过程，实现对输出信号的准确控制。

5.传递函数：传递函数描述了输入信号和输出信号之间的关系，它是控制系统设计和分析的基础。

传递函数可以通过数学模型或实验测量来确定。

控制系统的工作过程和方式控制系统的工作过程可以分为以下几个步骤：1.设置输入信号：根据系统要求和控制目标，设置输入信号的数值或变化规律。

2.处理输入信号：处理单元接收输入信号，并根据预先设定的控制算法进行运算和处理。

3.生成输出信号：处理单元根据输入信号的处理结果生成输出信号，并将其送往系统中。

4.反馈调节：反馈单元接收输出信号，并与输入信号进行比较，从而产生一个反馈信号。

反馈信号可以用来调节处理单元的运算和处理过程，实现对输出信号的准确控制。

5.循环迭代：根据反馈信号的调节，处理单元重新处理输入信号，并生成新的输出信号。

这个过程将一直循环迭代，直到系统达到期望的控制状态或目标。

控制系统的工作方式可以分为开环控制和闭环控制两种方式：开环控制开环控制是一种基本的控制方式，它没有反馈信号，无法准确调节输出信号。

二控制系统的工作过程与方式学习目标节次考试内容考核要求考试属性控制系统的工作过程与方式①简单开环控制系统的基本组成和工作过程必考＋加试c②闭环控制系统的基本组成 b③简单的闭环控制系统的方框图 c④控制器和执行器的作用 c一、控制系统控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系．二、开环控制系统1．概念：输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。

2．特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递．3．方框图：输入量―控制器执行器――→控制量被控对象→输出量输入量：控制系统的给定量。

控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。

执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件。

控制量：执行器的输出信号。

被控对象：控制系统中所要求控制的装置或生产过程。

输出量：控制系统所要控制的量。

三、闭环控制系统的基本组成1．概念：系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统。

2．基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了检测装置、比较器(检测装置有的开环系统也有)。

3．特征：系统的输出端与输入端信号之间存在一个回路——反馈回路。

4．简单的闭环控制系统的方框图5．检测装置：检测输出量(被控量)并将其返回到输入端。

6．比较器：将给定量与所检测的被控量进行比较，求出偏差值，往往和控制器集成到一起。

四、开环控制系统与闭环控制系统的比较1．开环控制系统输入量到输出量之间的信号是单向传递的，它对输出量的控制精度较低，但它具有结构简单、成本低、容易实现等优点。

2．闭环控制系统的输入量和输出量之间还有一个反馈环节，它们形成一条闭合回路。

它对输出量的控制精度较高，但它结构复杂、成本高，主要用在要求较高精度和高可靠性的控制中。

例1(2016·浙江4月学考)根据消防要求，仓库、图书馆等场所都要安装火灾自动报警系统。

当烟雾探测器检测到的烟雾浓度超过设定值时，电子开关被接通，报警器发出声光信号进行报警。

控制系统的工作过程和方式（教学案例）第一篇：控制系统的工作过程和方式(教学案例)教学目标分析知识目标：1、熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。

2、熟悉闭环控制系统的基本组成，理解其中的控制器、执行器的作用。

3、掌握控制过程的一般描述方法。

行为目标：通过分析和比较，了解开环控制与闭环控制系统各自的控制特征及其之间的差别。

情感目标：使学生感觉、体验控制设计的一般思想方法和技术方法，激起学生设计的欲望，培养学生富于想象、善于批判、勇于创新的个性品质。

能力目标：学生学习本课后可以对简单的开环控制系统和闭环控制系统的工作过程进行分析，并能对一些控制系统提出改进意见。

教学内容分析：本节内容是本章的第二节，第二、第三节是本章的第二教学单元，是本章的教学重点，应将本节视为重点中的重点。

教材从学生熟悉自行车行驶的速度控制和电风扇的风速控制开始，在根据学生的知识水平引入游泳池注水系统控制以及改进游泳池注水系统控制，从而达到对开环控制和闭环控制的分析和对比的目的。

再者根据开环控制和闭环控制的工作过程分析，让学生掌握分析控制系统工作过程的方法。

重点难点重点：通过具体控制系统案例的分析，培养学生的分析控制系统的能力，能说清楚简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成，以及它们是如何实现控制的。

难点：开环控制系统和闭环控制系统的分析和对比。

学情分析学生学习了第一节控制手段和应用，理解控制的含义，但对什么是开环控制什么是闭环控制是空白，这就需要通过多个案例进行对比才可以让学生掌握开环控制和闭环控制以及它们的组成和工作过程。

在本主题中，根据课程标准的要求，以及限于学时以及高中学生现有的知识水平，对控制系统中的控制器、执行器、传感机构和被控对象等环节只限定于一般性的理解，不作进一步的要求，不去探讨其内部的工作过程，只了解其输入和输出之间的关系就可以。

教学策略节课根据教学内容的特点及教学目标上的要求,我主要采用了教师讲授、学生阅读、实物演示、讨论交流等教学方法，运用多媒体展示等教学手段。

《控制系统的工作过程与方式》教学设计方案教学目标：1.了解控制系统的概念和工作原理；2.掌握控制系统的工作过程和方式；3.能够设计并实现简单的控制系统。

教学重点：1.控制系统的工作过程；2.控制系统的工作方式。

教学难点：1.掌握控制系统的工作方式；2.设计并实现简单的控制系统。

教学方法：讲授+实践教学资源：课件、计算机、编程软件（如Arduino IDE）教学过程：一、导入（10分钟）1.引导学生回顾上一课所学的内容，即什么是控制系统，为什么需要控制系统。

二、介绍控制系统的工作过程（30分钟）1.介绍控制系统的基本组成部分，如传感器、执行器、控制器等。

2.详细解释控制系统的工作过程，包括信号采集、信号处理、决策制定和执行等环节。

3.通过实例分析，让学生更好地理解控制系统的工作过程。

三、介绍控制系统的工作方式（30分钟）1.介绍控制系统的开环控制和闭环控制两种基本工作方式。

2.对比两种工作方式的特点和应用场景，以及各自的优缺点。

3.通过实例分析，让学生进一步理解两种工作方式的使用方法和效果。

四、设计并实现简单的控制系统（60分钟）1.分组让学生自由发挥，设计并实现一个简单的控制系统。

2.提供给学生一些常用的传感器、执行器和控制器等组件，让学生根据自己的设计需求进行选择和搭配。

3.辅导学生进行系统搭建和编程，帮助他们解决遇到的问题和困难。

4.让学生展示他们设计的控制系统，并进行评价和讨论。

五、总结与拓展（30分钟）1.对本节课所学内容进行总结，强调掌握的重点和难点。

2.提供一些拓展资料和思考问题，引导学生进一步深入学习与思考。

教学评价：1.在第四个环节中，对学生的设计方案和实现效果进行评价和讨论，包括控制系统的功能实现程度、稳定性和可扩展性等方面。

2.在第五个环节中，通过回答问题和参与讨论，对学生的学习效果进行评价。

教学反思：本节课采用了讲授+实践的教学方法，通过对控制系统的工作过程和方式进行详细介绍，并设计并实现了一个简单的控制系统，让学生在实践中加深对控制系统的理解和掌握。