通用技术第四章控制与设计

必修二《第四章控制与设计》学习材料学习目标和要求：⒈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各种受控现象和受控过程，理解控制的含义。

⒉能够分析典型的案例，了解手动控制和自动控制，熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。

⒊通过案例分析，能画出一个简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器的作用，熟悉反馈环节的作用。

⒋通过案例分析，找出并分析影响简单控制系统运行的主要干扰因素，了解功能模拟方法和黑箱方法在控制系统中的应用。

⒌结合一定的案例，了解简单的被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量，划出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计方案。

⒍能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置，或根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。

（导入）：我国古代有一种靠风力来推动的风磨，当风力强的时候，磨盘就转得快，当风力弱的时候，磨盘就转得慢。

那么，怎样才能根据风力的大小，往磨盘上添加谷物呢？对此，人们设计了一个漏斗：当风磨转动慢的时候，这个漏斗会自动地缩小漏口，使少量的谷物流进磨盘；当风磨转动快的时候，这个漏斗会自动地张大漏口，让较多的谷物流进磨盘。

这个巧妙的漏斗在今天看来，是一个古老的控制装置，体现了人们认识并利用控制现象的久远。

事实上，控制并不是人类的天外来客，它渗透在我们生产和生活的方方面面。

理解控制、善于控制，已经成为我们每个人日常生活中不可或缺的基本能力。

一、控制及控制系统1 控制人们根据自己意愿或目的，通过一定的手段，使事物沿着某一确定的方向发展，就形成了控制（control）。

这里所说的手段就是控制技术。

如：射手通过瞄准使箭射中靶心；人们通过电冰箱获得适当的温度，使食物能够长期存放；先进的生产流水线通过计算机的指挥实现自动化生产等。

注意：理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。

通用技术技术与设计（地质版）第四章控制与设计第六节控制系统的实现教材分析天津市蓟县教研室牛世诚天津市蓟县城关二中马丽娟天津市蓟县杨家楼中学王春英一、本节内容在课标及教材中的地位：根据技术课程标准，《技术与设计2》第五章内容涉及到“什么是控制”、“控制系统的基本组成与工作过程”、“控制系统框图”、“控制系统的干扰”、“控制系统方案的初步设计”、“控制系统的实现”六个方面的内容，是实现控制系统实现的最后环节。

第四章与前三章联系非常紧密，引领学生经历简单控制系统设计制作的完整过程，是全书的结束章。

本节内容包含三方面：在控制系统制作中显身手、学会控制系统（装置）调试、评价与改进。

本节内容是存在于控制系统设计、优化方案的思想基础之上。

注重学生创造潜能的开发，突出学生创新精神的培养，注重加强学生动手制作能力的培养，是通用技术的一个很重要的课程理念，通过动手制作主要帮助学生学会理论联系实际，增强团结协作意识，以培养学生动手实践的积极性和创造性。

对于整个控制系统的实现过程来说是控制与设计的必然结果，通过实现控制过程，才能体现设计过程和结果的完整性，并可作为制定优化方案的依据。

二、本节教学目标：(一)知识与技能：1．了解亮度可调台灯、减压水箱的基本特征、基本组成。

画出系统方框图，形成初步设计方案2．能根据系统方框图设计制作控制方法，能进行模拟控制并调试。

（二）过程与方法：通过同学之间的探讨和实践改良的技术活动，提高分析能力，培养探究精神。

团结协作意识。

（三）情感、态度和价值观：1．通过对控制系统的设计与实施的分析，体会产品设计中人性化的设计思想。

2．培养认真严谨的态度，进而树立“以人为本”的设计理念。

3．通过同学的参与和交流活动，提高学生学习技术课的兴趣。

三、对教材内容的分析与理解本节学习的重点放在制作或实施——调试——评价与改进等方面。

只是探究了一些简单控制系统。

只是为了从思想和方法的角度学好和适当掌握控制和控制设计及基本的动手能力。

第四章控制与设计〔一〕本章重点知识阐述：（1）控制是人们根据自己的目的，通过一定的手段，使事物沿着某一确定的方向发展。

这里所说的手段就是控制技术。

（2）简单的控制系统由两部分组成，即被控对象和控制装置。

其中的控制装置，包括传感器、控制器、执行器等环节，对于闭环系统来说，还包括反馈环节和比较环节。

（3）闭环控制系统是信息流经一个闭合环路，在其系统中将输出信息反传给比较环节的做法，称之为反馈。

开环控制系统是信息总是自输入端单向传至输出端，不存在信息逆向流动，也就不存在闭环。

（4）干扰就是控制系统的外部环境或条件对系统的工作准确性产生的影响，这种影响越小越好。

分析一个控制系统的干扰因素要分析控制系统易受到其外部环境或条件中的哪些因素的影响。

（5）控制系统的运行调试通常有以下几方面的内容，即：系统的试运行、系统参数的调整、其他问题的发现与解决。

〔6〕控制系统的评价与优化通常有以下几个方面内容，即系统方案的评价与优化，系统制作水平的评价与优化，系统的总体评价与优化等。

〔二〕基础知识再现：1、信息流经一个闭合环路，这类系统称之为。

此系统中将输出信息反传给比较环节的做法，称之为。

2、闭环控制系统与开环控制系统，是两类不同的系统。

从构成形式上看，二者的不同表现为。

从本质上讲，二者的不同在于。

3、简单的控制系统由两部分组成，即和。

其中的控制装置，包括传感器、控制器、执行器等环节，对于闭环系统来说，还包括环节与环节。

4、开环控制系统的结构和原理比较简单，信息从输入端传到输出断，仅有一条路径。

它的最大缺点是不高；闭环控制系统的结构较为复杂，信息流经的路径有两条，它可以有较高的和较强的性能。

5、控制系统框图中，信息流经的路径叫做，对于闭环控制系统来说，有两个基本通道，那就是和。

6、在控制系统中，将控制器的信号转换成能影响被控对象的信号的装置，称为。

7、在人体温度控制系统中，皮肤相当于。

8、就是控制系统的外部环境或条件对系统的工作准确性产生的影响。

第四单元控制与设计一、选择题：1、我们理解一个控制现象，要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。

射击比赛的射手通过瞄准目标，使子弹射中靶心，分析这个过程，其控制的对象是（）A、人B、枪C、子弹D、靶2、理解一个控制现象，要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。

例如，导弹控制系统控制的是导弹与目标之间的距离，目的是要击中目标（距离为零），分析这个控制系统，其控制的对象是：（）A、人B、目标C、计算机D、导弹3、按时间顺序进行控制的”交通路口红绿灯控制系统”系统中被控对象是( )A.控制电路B.红绿灯C.开关装置D.路面车辆4、农用塑料大棚能够充分利用太阳能，和塑料隔膜的保温，起到春提前、秋延后的保温栽培作用，一般春季可提前30—35天，秋季能延后20—25天。

这种塑料大棚结构简单不消耗额外能源和电，其温度调节方式为：( )A.人工手动控制B.电子自动控制C.电脑程序控制D.无须任何控制5、红外感应式自动水龙头，伸手自动开启出水，离手自动关闭停水，既能节约用水，又避免了用户手接触龙头造成疾病的交叉感染。

这种水龙头最适合使用在：( )A.家居卫生间B.家居洗衣池C.公众场所D.可以完全替代旧的水龙头6、在电冰箱的温度控制系统中，下列情况不属于影响其温度控制的干扰因素（）A、开电冰箱门B、电冰箱所在房间的温度从20摄氏度变到32摄氏度C、热菜或热饭放入电冰箱中D、在电冰箱外放一盆冷水7、控制系统中属于自动控制系统的是（）A、按钮开关控制B、普通自来水龙头C、花房恒温度控制D、汽车驾驶8、电冰箱工作时温度设定在一定的范围值，当箱内温度变化偏离设定的范围值时，温控器中的感温元件也相应地变化，通过热胀冷缩的变化，利用双金属片带动继电器动作，控制压缩机的启动，实现电冰箱的温度控制。

温度的变化量是：（）A 、输入量、B、输出量C、控制量D、其他量9、“皮影戏”是我国的传统的民间艺术，演员只要在屏幕和灯光之间抖动如栓在“小兔”身上的细线，屏幕上就能出现生动活泼的小兔形象，这是一种控制现象，其控制对象是（）A．细线B．“小兔”C．屏幕D．灯光10、根植于历史文化名城泉州的提线木偶戏古称“悬丝傀儡”,又名“丝戏”,民间俗称“嘉礼”,乃流行于闽南语系地区的古老珍稀戏种，在提线木偶的控制过程中控制对象是（）。

2019-2020年高二通用技术第四章控制与设计第一节什么是控制教案一、本节内容的地位、作用：本节课内容相对比较简单，主要是调动学生对控制及其设计的兴趣，引起他们的重视，激发他们的学习热情，初步掌握控制及其设计的思想和方法。

这样做比较符合学生的认知规律，既能减轻学生的负担，又能够保证学生有充足的实践、讨论和探究的时间，使学生能真正消化知识，提高技术素养。

二、本节内容分析：本节是通用技术必修模块《技术与设计2》（地质版）第四章控制与设计第一节。

本节是控制与设计的了解性内容，是学习控制与设计全章的导入和基础。

让学生通过身边的例子，了解控制的涵义，并对控制的一般性分类有一个基本的认识，同时感受控制技术与生活、生产的密切关系。

三、教学目标：知识与技能：1．理解控制的含义。

2．理解生活中的控制现象，明确控制对象、控制目的及控制手段。

3．根据生活实例，了解手动控制与自动控制。

4．理解控制在生产和生活中的应用。

过程与方法：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。

情感态度与价值观：对控制技术产生强烈的兴趣和好奇心，并把它转化为对后续知识学习的动力。

四、教学重、难点：（一）教学重点：理解控制的涵义（二）教学难点：能从遇到和所观察到的事物中识别出各种受控对象和受控过程五、教材分析（一）通过引入三个案例，使学生建立关于控制的初始经验。

以控制效果为线索，形成关于控制的基本认识。

并通过学生活动加以扩展。

（二）控制的基本表述；控制在人类生活中的广泛应用。

（三）通过调查研究活动强化对于控制的基本认识。

在教学过程中，可以把本单元的教学内容设计为六个环节：环节1：关于控制的初步认识和感性经验观察：通过对三个具体案例的观察，形成关于控制的初步认识和感性经验，同时建立起关于控制技术学习的教学情境。

环节2：强化对控制的初步认识和感性经验课堂活动：通过教材中设计的“讨论交流”活动，强化对控制的初步认识和感性经验，同时强化己建立起来的教学情境。