第四章《控制与设计》第一节---了解控制
课题：第四章 限制与设计 第一节 了解限制宁夏育才中学 刘 明一、教学内容分析《了解限制》是广教版通用技术必修模块《技术与设计2》第四章限制与设计第一节了解限制的内容。本节是限制与设计的了解性内容，是学习限制与设计全章的导入和根底。让学生通过身边的例子，了解限制的涵义，并对限制的一般性分类有一个根本的相识，同时感受限制技术与生活、生产的亲密关系。二、学生分析通过近一学期的学习，学生对通用技术课有了更进一步的相识，分析、探讨、小组合作实力得到了提高，技术与设计2中，构造与设计、流程与设计、系统与设计、限制与设计4个相对独立的专题内容的学习，进一步提高了学生的技术素养，使学生驾驭了一些技术设计思想和方法，学生的认知实力由浅入深，得到了提高。本节课内容相比照较简洁，主要是调动学生对限制及其设计的爱好，引起他们的重视，激发他们的学习热忱，初步驾驭限制及其设计的思想和方法。三、设计思路课时1：在本节的教学中，采纳实例教学，从日常生活入手，给出一些日常生活中的行为等图文，让学生感受什么是限制以及体会限制普遍存在于当今社会的各个方面，逐步引导学生了解限制的涵义，即：人们遵照自己的意愿和目的，通过必须的手段，使事物向期望的目标开展，这就是限制。明确其含义后，对限制的含义进展分析，指出要点：限制的对象、限制的目的、限制的手段。小组分析探讨老师供应的探讨分析表，对例举的限制进展过程的描述，稳固对限制的相识。小组探讨分析：以课本p101—103例1，例2，例3为探讨对象，学生前后桌以小组为单位分析、探讨，并完成课本p103的3个探讨议题，把学问转化为对生活实例的分析应用上。简洁介绍限制的历史，激发学生学习爱好。小结前半段学问内容，提高认知实力。课时2：复习回忆，稳固前知，为后续学习做打算。做两个嬉戏：点鼻子、画脸型和忍者神镖嬉戏，学生探讨、分析嬉戏的限制过程，引导学生明确开环限制、闭环限制的含义，强调闭环限制中反应环节的重要性。并通过人工调整液面和gps导航及其他多个例子，引导学生发觉反应环节在闭环限制中的重要作用。分析探讨：协助学生对反应限制有进一步的相识。〔可以在探讨环节中设计一些比照、分析的表格，学生探讨的结果汇总、形成小组的结果并在全班沟通〕通过限制实例的分析，说明手动限制和自动限制的定义，并绽开小组探讨，分析生活中一些实例，通过比照、分析加深学生对限制的相识。综合应用：对一个综合限制系统以小组为单位进展分析、探讨，造就学生综合应用学问解决问题的实力。学问链接扩展：介绍传感器、机器人技术的开展。总体教学流程为：课时1：“情境导入——实例分析学习新知——探讨分析——小组沟通——学问扩展——学问小结”课时2：“复习回忆——嬉戏体验——嬉戏分析——学问介绍——探讨分析——学问介绍——探讨分析综合应用——学问扩展”本节内容支配2课时。四、教学目标1.学问目标： ⑴、通过对详细实例的探讨分析，理解什么是限制及其在生产生活中的应用；⑵、了解限制系统的类型〔开环限制、闭环限制、手动限制、自动限制〕及其特点。2. 实力目标：⑴、利用典型案例，分析简洁的开环限制系统和闭环限制系统；⑵、通过探讨、分析日常生活中的限制系统实例，明确不同类型限制系统的特点及异同。3.情感看法价值观：⑴、通过小组探讨、合作学习等方式造就学生的团队协作实力；⑵、通过本节学问的学习，让学生感受限制技术与生活、生产的亲密关系；⑶、造就学生主动分析问题、解决问题的实力。五、教学重点、难点：1.重点：理解限制的涵义；开换限制和闭环限制。2.难点：从详细实例入手，对限制系统的分类及分析。六、教学及学习方法授导型教学，包括：讲解、自主学习、小组探讨、合作学习、问题化学习等。七、教学打算图片、文本、教材、白纸、小组探讨表、双面胶、布条、线、多媒体平台、课件等。八、教学过程教学内容教学环节教学活动设计意图老师活动学生活动相识限制情景 导入 老师例举生活中许多应用限制的例子，参照课本上的图文介绍，让学生感受到限制在生活中无处不在。 学生参照老师的介绍，把限制从神奇的理性相识中拉出来，感受限制的存在，并能例举诞生活中限制的一些例子。 把抽象的概念形象化，协助学生从感性上相识限制了解限制 的 内涵新课 学习 引导学生，分析日常生活中的一些限制的实例，如：手那桌子上的杯子〔铅笔、钢笔〕，学生在探讨分析中明确：限制其实就是人们遵照自己的意愿和目的，通过必须的手段，使事物向期望的目标开展，这就是限制。(在此强调限制的对象、目的、手段〕 学生在老师的引导下，对身边的限制过程做一分析、探讨，明确限制的涵义。 让学生感受什么是限制以及体会限制普遍存在于当今社会的各个方面。对限制内涵的理解小组沟通 老师下发一些预先设计好的探讨结果表，让学生把前面探讨的结论以小组为单位填写并沟通〔以多媒体形式展示在屏幕上〕 学生前后桌四人为一小组，分析探讨，形成小组结论填写在表格中，并在小组间沟通。 通过小组的分析探讨，引导学生绽开探讨加深对学问的相识,稳固提高。学问 扩展学问介绍 老师多媒体展示、介绍限制的历史，拓展学生学问。 学生在老师的引导介绍下，了解限制的开展历程，扩展学问。提高相识，拓宽学生学问面学问 小结复习学问引导学生对所学学问进展复习回忆，加深对学问体系的认知，并供应些实例〔多媒体〕让学生探讨分析。学生回忆学问，加深相识，并以小组为单位探讨多媒体展示的实例，并介绍各个实例的限制过程。复习回忆复习 回忆学问预备老师提问关于限制的一些学问，并供应几个例子让学生分析其限制过程。学生集体进展学问回忆，并进一步熬炼提高对限制过程初步的分析实力。复习前知，协助学生驾驭分析实例的实力，为后续的学习做打算。开环限制和 闭环限制嬉戏体验 嬉戏1：点鼻子、画脸型嬉戏：找两位同学，一位蒙眼，一位不蒙，同时到指定位置画鼻子、脸型，对结果进展探讨：两种状况下，为什么结果不同？ 嬉戏2：供应一个flash小嬉戏，掷飞镖，让学生体验，并分析其限制过程及特点。分别找几个学生完成嬉戏，学生依据嬉戏结果绽开探讨，分析其限制过程。学生明确:有些限制过程是可调整反应的。嬉戏体验，激发学生学习爱好和探讨的热忱。开环限制和
化工仪表之复杂控制系培训课件
一、引言
化工仪表是化工生产过程中非常重要的设备，用来监测和控制各种工艺参数，确保化工生产过程的稳定和安全。复杂控制系统是现代化工生产中常见的一种控制手段，它可以对多个工艺参数进行联动调节，以达到更高的生产效率和质量。
本课件将介绍化工仪表之复杂控制系统的相关知识，包括复杂控制系统的基本原理、控制策略、常见的复杂控制算法等内容。
二、复杂控制系统的基本原理
复杂控制系统是一种由多个控制回路组成的控制系统，它通过对多个工艺参数进行联动调节，实现对整个生产过程的精确控制。复杂控制系统的基本原理包括以下几个方面： 1. 控制回路的设计
复杂控制系统由多个控制回路组成，每个控制回路负责一个工艺参数的调节。在设计控制回路时，需要考虑控制回路的动态特性、稳定性和鲁棒性等因素。
2. 控制策略的选择
常见的复杂控制系统包括比例-积分-微分（PID）控制、模糊控制、神经网络控制等。在选择控制策略时，需要根据实际情况选择最合适的控制策略，以达到最优的控制效果。
3. 传感器和执行器的选择
传感器和执行器是复杂控制系统中至关重要的组成部分，它们用于采集和控制工艺参数。在选择传感器和执行器时，需要考虑其精度、可靠性和适应性等因素。 三、复杂控制系统的控制策略
复杂控制系统采用不同的控制策略来实现对工艺参数的调节，以达到预定的控制效果。常见的复杂控制系统的控制策略包括以下几种：
1. 比例-积分-微分（PID）控制
PID控制是一种经典的控制策略，它通过对误差的比例、积分和微分进行调节，实现对工艺参数的控制。PID控制具有简单、稳定性好等优点，广泛应用于化工生产过程中。
2. 模糊控制
模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制策略，它通过对输入信号和输出信号进行模糊化和解模糊化处理，实现对工艺参数的控制。模糊控制具有适应性强、非线性系统控制能力强等优点。 3. 神经网络控制
神经网络控制是一种基于人工神经网络的控制策略，它通过训练神经网络，实现对工艺参数的控制。神经网络控制具有适应性强、非线性系统控制能力强等优点。
1 第四章 控制与设计
致同学们：
本章知识点是技术课程中最重要的考点之一，也是最难的，几乎每年的高考题都会考查到此章内容，所以同学们在学习本章知识的时候，要严格按照老师设定的目标、要求进行学习，老师所列举的例子要弄透彻，习题要弄明白，切不可疏忽大意。
一、控制的概念（理解）：人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，就形成了控制，这里所说的手段就是控制技术。现代控制技术通常是指自动控制技术。
二、典型控制系统系统分析（透彻理解其过程）：
1．自动门（是开环控制系统，要熟悉）：自动门的动作过程：当门口没有人时，门是关着的；当有人来到门口时，门打开；当人离开门口后一段时间，门又关闭。
自动门的功能：（1）无人时，常关；（2）有人时，开门。技术要求：（1）当人距门1m时，门即打开；（2）门打开后，延时10s后关门。系统组成：①门；②电动机；③控制器；④传感器。
工作过程：（1）当有人到达门前某一距离（如1m）时，传感器感知，并发出“有人”的信号；（2）控制器接到传感器传来的信号后，经变换放大后传给电动机（这里的电动机叫做执行器，也称为驱动器）；（3）电动机根据传来的开门信号转动，门被打开（这里的门叫做被近代对象，也称为控制对象，简称对象）；（4）控制器保持开门信号延时（如10s）后，自动发出关门信号，电动机反转，门重新关闭。用图表示如下：
在上图中，从左往右看，当门口有人时，即有输入，传感器感知并形成信号。信号先后经过控制器、电动机的变换与传递直到把门打开，叫做有输出（门动作，打开）。没有人，则无输入，不发生信号传递，当然没有输出（门无动作，常关）。
在这里，有人，就是有了一种信号。它作用于传感器，便是通过传感器给系统以输入。这种输入信号、输入作用，我们称为输入。系统在输入的作用下，被控对象（这里指自动门）对输入产生相应的响应。如有人时，门就被打开。门打开，就是输入信号、输出作用，简称输出。
控制与设计
一、考点
（1）了解控制的含义及其在生产和生活中的应用。
（2）通过典型的案例了解手动控制、自动控制，了解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。
（3）能识别简单的闭环控制系统的方框图，了解其中的控制器、执行器等环节的作用，了解反馈环节的作用。
（4）了解影响简单控制系统运行的主要干扰因素。
（5）了解简单的被控制对象的基本特性，了解被控量、控制量。
二、知识点
1、控制：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就形成了控制。
控制技术的广泛应用，提高了产品质量，降低了生产成本，增长了劳动生产率，使人们从繁重或危险的体力劳动和重复的手工操作中解放出来。
2、手动控制：控制过程是在人的直接 干预和全程干预下进行的。
自动控制：指在无人直接参与的情况下，事物的变化准确地按照期望的方向进行。
3、控制系统的输出量不对系统控制产生任何影响，这种控制称为开环控制系统
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是闭环控制系统
4、干扰因素：在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素成为干扰因素。控制系统中，干扰因素可能有一个，也可能有若干个，有的是人为的，有的是由于环境造成的。
5、在正常工作状态下，其输出与输入之间的关系，输出与干扰之间的关系称为被控对象的基本特性。
被控量：就是输出量；通过控制量来实现对被控量的控制。
三、例题
1、如图所示为某种抽水马桶水箱的结构示意图：浮球和连杆用螺纹连接，通过调节连杆长度来设置给定水位，当水位上升到给定水位时，浮球带动连杆装置关闭进水阀。如果往进水阀方向调节浮球，缩短连杆长度，那么产生的后果是
A．降低给定水位高度
B．增加给定水位高度
C．不影响给定水位高度
D．降低实际水位高度
解析：如果向进水阀方向调节浮球，缩短连杆长度，那么浮球位置将上升。依据杠杆原理，要关闭进水阀，浮球的位置将会上升的更高。所以向进水阀方向调节浮球，也就增加了给定水位，那么在稳定状态下水箱的实际水位也变高了。所以此题选B。
