浙江省衢州市高二通用技術《4.3控閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋》第一課時教案

1、【教材分析】1 .知識結構分析本行將限制系統(tǒng)置于真實環(huán)境中,引入干擾的概念,并通過典型案例,分析和歸納了克服干擾因素的方法,在此根底上引入反應概念,并對閉環(huán)限制系統(tǒng)的作用進行了重點探討.2 .知識發(fā)生開展過程分析本方知識發(fā)生的條件是限制系統(tǒng)工作的真實情景,如騎車、溫度限制等,教材通過對真實情景干擾因素的分析、具體問題的解決建構知識,對此,教學上要注意領會和把握.3 .知識學習意義分析通過本行學習,有助于理解真實的限制系統(tǒng)的工作條件和工作過程,為簡單限制系統(tǒng)的設計和改良打下根底.同時,也有利于理解限制精度、限制水平的概念,為學生知識的遷移運用,進行真實限制系統(tǒng)的探究和評價奠定根底.設計理念干擾因

2、素和反應是閉環(huán)限制系統(tǒng)中的兩個重要的核心概念,閉環(huán)限制系統(tǒng)是通過反應環(huán)行克服干擾因素而使系統(tǒng)到達穩(wěn)定.本課堂根據(jù)教學目標和學生認知水平的特點,通過引導、分析、小組合作、代表發(fā)言等來到達教育教學目標.課堂中表達了學生自主學習,教師啟發(fā)引導的新課改教學原那么.教學策略設計根據(jù)本課的教學目標,我采用教師講授,媒體演示,任務驅動,學生自主思考、合作討論等多種教學方法相結合的策略.【學情分析】1 .原有認知開展分析本節(jié)是在上節(jié)內(nèi)容根底上的繼續(xù),屬于知識上爬坡以后的深化和充實.相對于一、二節(jié),知識梯度較小.2 .原有知識結構分析通過前兩節(jié)的學習,學生以了解了限制系統(tǒng)的一般工作模式.但所學內(nèi)容系理想條件下限

3、制系統(tǒng)的工作過程,對開環(huán)和閉環(huán)限制系統(tǒng)的理解處于外表化的階段,需通過本節(jié)的學習予以深化.3 .非認知因素分析注意預防連方面的傾向,而比照擬簡單的限制實例,局部學生容易輕視,對所論內(nèi)容不夠重視；稍難,那么缺乏信心、退縮.【教學目標】1 .知識與技能：了解閉環(huán)限制系統(tǒng)的干擾與反應的各方而因素.2 .過程與方法：能結合身邊的案例找出干擾的因素,并做出分析.3 .情感態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學生對一個限制系統(tǒng)的理解水平和分析水平,并能從物性到理性過渡,能對學習與人生產(chǎn)生干擾影響的因素進行分析.【教學重點和難點】1 .能結合案例分析找出影響簡單限制系統(tǒng)的干擾因素.2 .熟悉閉環(huán)限制系統(tǒng)中反應環(huán)節(jié)的作用.3 .

4、學會分析干擾在限制系統(tǒng)的影響,反應在技術創(chuàng)造和革新中的作用.【教學流程】展示圖片:教師提問：平常我們在送走客人獲親朋好友的時候都說一路順風,那為什么我們在送乘坐飛機的乘客時候卻不能這么說呢提示根據(jù)物理知識進行解釋學生小組討論并代表發(fā)言教師總結：飛機在起降階段速度地速比擬小,要想使飛機獲得足夠的升力克服重力而騰空,就需要稍大的空速相對于氣流的速度,那么在地速相對于地而參考物的速度相對較小的情況下就需要飛機最好迎風干擾起飛,這樣才能到達比擬大的空速,已到達足夠的升力而起飛.落地亦然.一般的,737型飛機的最大順風起降限制為5米每秒,也就是說當順風到達5米每秒時就不能起降了,假設下雨專業(yè)說法是“濕跑

5、道,這個數(shù)值就會是3米每秒.如果你祝人家“一路順風",那不是祝人家不順利所以出行時你可以用“一路順利來代替“一路順風,如果你的朋友是航空界業(yè)內(nèi)人士,你還可以說“航路順風,這樣會更顯專業(yè)點.航路上一一起飛以后降落之前當然是順風好了,可以省油省時間.類似的事例還有風箏起飛等等.為此根據(jù)以上分析得出飛機起飛是通過分力干擾來實現(xiàn)的.今天我們就一起來研究下干擾與反應.【知識復習】簡單回憶限制的分類和組成：1.限制系統(tǒng)的分類是什么2.限制系統(tǒng)有哪幾局部組成二干擾1 .知識講解教師提問腳踩的力給定量行使的速度被控量案例分析一：逆風中騎自行車.逆風、順風、上坡路:分析逆風中行駛的自行車哪些因素是輸入

6、量,哪些是輸出量,哪些是影響車子運行的因素.學生：根據(jù)教師的提問來進行小組分析2 .得出結論：什么是干擾因素：在限制系統(tǒng)中,除輸入量給定值以外,引起被控量變化的各種因素稱為干擾interference因素.3 .擴展討論：生活中還有哪些例子說明“干擾是存在的4 .總結結論：在限制系統(tǒng)中,干擾因素一定有,可能有一個,也可能有假設干個.5 .馬上行動：在電冰箱的溫度限制系統(tǒng)中,以下情況是否屬于影響其溫度限制的干擾因素并簡單概括理由：開電冰箱的門；電冰箱所在房間的溫度從20攝氏度變到32攝氏度；吧熱菜或熱飯放入電冰箱中：電冰箱外放一盆冷水：學生小組討論,并代表發(fā)言.6 .思考：在下表所列限制系統(tǒng)中,

7、可能存在哪些干擾因素斜線局部為參考答案限制系統(tǒng)干擾因素自動扶梯的升降限制系統(tǒng)扶梯承載的重力、電機輸出電壓的波動、齒輪間的摩擦力等.利用滑輪組提升重物的限制系統(tǒng)滑輪組的摩擦力、電機電源的波動等、繩子和滑輪,重物的重力.蔬菜大棚的溫度限制外部環(huán)境溫度的變化、大棚保溫材料的保溫性能產(chǎn)生變化等、植物排放的二氧化碳,溫室效&7 .案例分析：電視機的工作.電視機出現(xiàn)畫而紊亂的現(xiàn)象往往是由于受到外界磁場F擾.比方：近距離擺放的電冰箱、空調(diào)器、電風扇、日光燈等等.他們就是電視機正常工作的干擾因素.克服這些干擾的方法就是將家用電器遠離電視機放置.克服干擾的根本方法：A.消除干擾在飛機上不能使用通信工具B

8、,減弱干擾電器在使用時遠離其它電子設備C.提升限制系統(tǒng)性能采用閉環(huán)限制系統(tǒng)注意：在進行限制系統(tǒng)設計時,必須對可能存在的干擾進行全面的調(diào)查和分析,如果干擾比擬經(jīng)常和嚴重,對限制目標影響產(chǎn)生嚴重的后果,就必須考慮抗干擾舉措,保證控制系統(tǒng)的正常工作；如果可能存在的干擾不是很嚴重,對系統(tǒng)正常工作影響不大,就可以忽略.由于任何抗干擾舉措的實現(xiàn),都意味著系統(tǒng)結構的復雜和本錢的增加.對干擾的利用,是指有意對限制系統(tǒng)施加干擾,使限制系統(tǒng)無法到達限制的目標,而不是限制系統(tǒng)本身需要干擾.例如：打狂犬疫苗、軍事演習中對敵方信息指揮系統(tǒng)進行電磁波干擾.三反應1 .知識講解定義：限制系統(tǒng)中,將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置返

9、回到輸入端并與輸入量進行比擬的過程就是反應feedback.反應的方式：反應限制是一種在方案執(zhí)行一段時間或結束后進行的事后限制,主要為下一步方案的實施總結經(jīng)驗,但它卻常常是治理限制工作的主要形式.例如投訴與反應、留言反應、意見反應、環(huán)境反應、教學活動、超市反應調(diào)查表、市場信息反應系統(tǒng)、工作總結、產(chǎn)品性能檢驗、現(xiàn)代酒店限制方法等.2 .實踐體驗游戲:在黑板上畫兩張大臉,“四官俱全,沒有眼睛.然后請一個同學上來“填眼睛,閉著眼睛畫,位置不對,也不好看.睜著眼睛畫,漂亮.分析：閉著眼睛畫：人腦限制手畫眼睛：人腦一一手一一眼睛：限制過程中,沒有反應環(huán)節(jié),不能對限制結果加以修正、調(diào)節(jié).是個單程的限制流向

10、.這是開環(huán)限制.睜著眼睛畫：人腦限制手畫眼睛,在此過程中,眼睛可以把手的位置及畫的效果及時反應給大腦,使得大腦準確精細的限制手去畫好眼睛.限制過程中有反應環(huán)節(jié)可以把限制結果反應給人腦,限制流向形成了閉合回路.這是閉環(huán)限制.1人固眼Sit|目艮EERSRlEDm3.馬上行動：分析''穿針引線的動作過程,并補充一個適當?shù)氖吕顚懴卤?斜線局部為參考答案事例輸入檢測裝置輸出“穿針引線線的位置人的眼睛線與針孔對準投擲飛鏢靶的位置期望值眼睛飛鏢實際投擲的位置能撲火蠟燭的機器人翻開機器人的開關光敏、力敏傳感器找到蠟燭、并將其撲滅電冰箱溫控器設定溫度溫度傳感器制冷后冰箱內(nèi)溫度4.案例分析：通

11、過反應來分析拿桌上杯子的過程.反應的工作過程：當人打算要拿桌子上的水杯時,人首先要看到自己的手與杯子之間的距離,然后確定自己手的移動方向,手始向水杯移動.同時人的眼睛不停觀察手與杯子的距離該距離就是輸入與輸出的差值,而人腦限制器的作用就是不停限制手移動,以消除這個差值.直到手拿到杯子為止,整個過程也就結束了.從上而的例子可以看出,由負反應形成的偏差是人準確完成拿杯子動作的關鍵.如果這個差值不能得到的話,整個動作也就沒有方法完成了.這就是眼睛失明的人不能拿到杯子的緣故.四課堂總結通過今天的課堂讓我們了解到干擾因素是在限制系統(tǒng)中,除輸入量給定值以外,引起被控量變化的各種因素.反應是指限制系統(tǒng)中,將

12、輸出量通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比擬的過程.除此分析了干擾因素的利與弊,并分析了反應環(huán)節(jié).的作用.【板書設計】一、干擾因素在限制系統(tǒng)中,除輸入量給定值以外,引起被控量變化的各種因素稱為干擾interference因素二、反應限制系統(tǒng)中,將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比擬的過程就是反應feedback0:分層練習A類：聲控燈限制系統(tǒng)中,傳感器接收聲音信號,經(jīng)限制電路處理后驅動開關接通或關閉燈泡.該系統(tǒng)的限制對象是燈泡,限制量是DA.燈泡的發(fā)光B.聲音的大小C.電源電壓的高和低D.開關的通和斷B類：自動烘的限制系統(tǒng)工作過程如下：紅外傳感器檢測到手靠近時,鼓風機和加熱電爐絲開始工作,當人感覺到手