闭环控制系统的干扰与反馈1

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1、《技术与设计2》第四单元控制与设计三闭环控制系统的干扰与反馈（第一课时）江苏省徐徐一、教学目标分析［知识与技能］理解干扰因素的含义，能找到影响简单控制系统运行的主要干扰因素。熟悉闭环控制系统工作过程及反馈环节的作用理解反馈的含义。［过程与方法］结合冰箱温控器的案例来分析影响简单控制系统运行的主要干扰因素及克服方法。结合案例分析闭环控制系统的反馈环节作用。［情感态度与价值观］通过合作讨论探究试验增强学生团队合作意识，明白反馈在创新中的作用。通过教师在生活中应用反馈原理的实例来培养学生的观察意识触发学生创新意识，把节能环保意识融入课堂教学中

2、。二、教学内容分析［本课内容本身分析］本节教材主要包含三部分内容：干扰因素、反馈、功能模拟法、黑箱法。本课完成前两个。［本节内容在本单元、本模块、本课程中地位及相互关系］闭环控制系统的干扰与反馈内容在《控制和设计》中起到举足轻重的作用，是这个单元的重难点，也是必修2的重点章节。本节不但要用到本单元前两节的知识，还融合了前面单元流程与设计以及系统与设计的内容。因此，本节是必修2的综合应用，可谓重中之重。［重点］干扰因素；反馈及闭环系统的工作原理。［难点］主要干扰因素的判定；闭环系统工作原理。［本课教材分析］教材分为两部分：分别讲干扰因素、

3、反馈。三、学情分析学生此前已经学习了开环闭环控制系统的控制过程，只是对反馈这个概念还不大熟悉，往往面对具体案例时不能准确找到控制器、执行器、被控量等。本课通过对书中案例的详细分析、延伸，使学生比较容易掌握闭环控制的工作过程。加入一些贴近生活的案例，可以激发学生的学生情趣。四、教学策略［教学方法］从身边的控制案例引入新课，这个案例不易察觉，但是通过老师的亲自操作演示，展现了控制技术的魅力，很容易激发学习兴趣。教学过程采用图解讲授、实物操作分析法、阅读讨论法、师生互动、学生互动、学生动手操作等教学形式，引导学生动手动脑、自主探究、合作交流，

4、开阔思路，力争使教学环节行云流水、教学效果卓有成效。教学中不必急于厘清书上的概念，死磕反馈名词，而是通过身边案例师生互动寻找闭环控制的特征，注重工作原理的分析探究，感性知识多了，对原理的理解和熟悉便水到渠成，重点自然掌握，难点顺利破解。教学中牢记提高学生技术素养是课程的基本目标，努力探求符合学生认知规律，有别于传统学科的教学方法。［教学手段的选择］充分利用多媒体教学系统为课堂服务。影像资料、图片、课件、师生试验操作都利用投影机，增强可视性。教学过程（视学生层次拓展部分应有删减）引入新课闭环控制系统的应用实例主动式泊车辅助系统启用后只需注

5、意踩刹车就可以了录像使用手机拍摄，技术的价值在于使用简单的设备完成日常工作启用后注意停车换挡转向操作无需手动泊车位置很标准离路边30厘米主动式泊车工作原理实际是个闭环控制系统利用车辆（被控对象）前后的10个超声波传感器来检测可供停车位置（给定目标）；主动泊车启动后，传感器把周边路况（实际目标）实时回送给处理器（比较器），再由电子助力转向系统（执行器）来不断修正车辆直到准确入位。为什么加入泊车录像？通过教师泊车演示录像的播放可以吸引学生注意，迅速进入场景，激发学习兴趣。这个案例又是生活中能见到的，这个控制对象和控制过程很贴近学生，看到控制

6、的魅力会使学生对控制与设计产生浓厚的兴趣。学生会想：它是怎样实现自动泊车的？技术上容易做到吗？怎么比人停的还要好呢？……可作为“3功能模拟方法”的案例继续用。干扰因素学生快速阅读书中章节，知道控制系统要稳定工作，需要克服干扰，使被控量稳定。重点是让学生找准干扰因素，才能确定应对方案来使系统稳定工作。干扰因素这小节内容以阅读自学、讨论交流为主，教师对学生的发言要及时点评，纠正错误。P109马上行动和辩论注意学生提及生活及社会这个系统的干扰因素时，要往正确方向引导。例如：课堂的干扰因素学生讲话、做别的事等，显然影响教学。及时调整教学方式方法

7、，完成教学任务。社会发展，没了批评，无干扰——万马齐喑究可哀。绿领巾是为激励孩子因受干扰（社会批评）而叫停反馈：电冰箱温控原理P110案例分析是本节的重难点，以此作为突破口，可以起到事半功倍的效果。可选用以下三种方法来教学：1.通过实物图会比较迅速搞懂温控器的控制过程，书中的工作原理图学生不易迅速看懂，在此处纠结会影响学生对反馈的重要性的理解和认识。2.有条件还可以把实验室的冰箱搬到课堂，通过视频展台投影讲述以下内容也比较直观。3.做简单教具讲述温控器工作原理。把书中的压感式温控器的两个触点串接在一个直流电机（带动风扇更好）上，用电吹风

8、给感温管加热看电路接通电机转动，会更直观快捷的演示干扰因素对闭环控制系统的影响过程。降温可用冷毛巾敷感温管断开电路。电冰箱温控图感温管（包）蒸发器温控器温度调节钮温度调节钮的圆周运动转变为连接杆的直线运动温