高中 通用技術(shù) 粵科版必修2 二設(shè)計(jì)實(shí)例 課件

1、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重慶市實(shí)驗(yàn)中學(xué)重慶市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 谷瑞廷谷瑞廷復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容一控 制01控制的概念02控制的類型1開環(huán)控制2閉環(huán)控制一、復(fù)習(xí)舊知，鞏固記憶03控制的手段1人工控制2自動(dòng)控制一、復(fù)習(xí)舊識(shí)，鞏固記憶控制器控制器 執(zhí)行器執(zhí)行器 被控對(duì)象被控對(duì)象給定值給定值控制量控制量被控量被控量控制器控制器 執(zhí)行器執(zhí)行器 被控對(duì)象被控對(duì)象比較器比較器控制量控制量被控量被控量開環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖檢測(cè)裝置檢測(cè)裝置給定值給定值控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)二一、案例分析，激發(fā)興趣案例案例1 1：LEDLED發(fā)光畫發(fā)光畫 明確設(shè)計(jì)目的01構(gòu)思方案03分析元器件02二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟撰寫方案04 1 1、從、

2、從控制的角度來(lái)看，的角度來(lái)看，LEDLED發(fā)光畫控制發(fā)光畫控制系統(tǒng)，我們的系統(tǒng)，我們的設(shè)計(jì)目的是什么呢？是什么呢？二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟學(xué)生討論明確設(shè)計(jì)目的01分析元器件02控制電路部分，使用的是Arduino套件。二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟分析元器件02器材清單：梅花圖案KT板背景塊Arduino 控制板1塊，擴(kuò)展板1塊控件：按鈕開關(guān)1個(gè)，光線傳感器1個(gè)， 電位器1個(gè) LED燈若干 連接線若干二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟1、分析被控對(duì)象的基本特性在此案例中，被控對(duì)象被控對(duì)象是什么？構(gòu)思方案03 答：被控對(duì)象是LED燈(發(fā)光二級(jí)管）二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟1、分析被控對(duì)象的基本特性在此案例中，被控量被控量是什么？

3、構(gòu)思方案03答：被控量是LED燈的亮度。 模擬模式下為燈的不同亮度， 數(shù)字模式為燈的開和關(guān)。 二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟2、確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇控制方式，開環(huán)開環(huán)控制還是閉環(huán)閉環(huán)控制？ 需不需要反饋？ 構(gòu)思方案03 答：選擇開環(huán)控制；不需要反饋二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟2、確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇控制手段，人工人工控制還是自動(dòng)自動(dòng)控制？構(gòu)思方案03答：自動(dòng)與人工控制方式都可以。 二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟3、選擇實(shí)現(xiàn)方案LED發(fā)光畫的開關(guān)開關(guān)通過什么元件控制？ 構(gòu)思方案03 答：可以采用按鈕元件控制 二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟3、選擇實(shí)現(xiàn)方案調(diào)整LED燈的亮度亮度通過什么元件控制？ 構(gòu)思方案03答：可通過電位器、光線傳感器等 二

4、、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟3、選擇實(shí)現(xiàn)方案（3） LED燈亮的呈現(xiàn)方式呈現(xiàn)方式可能有哪幾種?構(gòu)思方案03可分為人工控制與自動(dòng)控制兩種需要考慮使用哪些輸入輸出的元件。二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟構(gòu)思方案03按下開關(guān)燈亮，釋放開關(guān)燈滅按下開關(guān)燈亮，釋放開關(guān)燈滅 按下開關(guān)燈亮，釋放開關(guān)后繼續(xù)亮；按下開關(guān)燈亮，釋放開關(guān)后繼續(xù)亮； 再次按下開關(guān)燈滅。再次按下開關(guān)燈滅。直接亮，可調(diào)整亮度直接亮，可調(diào)整亮度 人工控制方式（可使用按鈕、電位器等人機(jī)交互設(shè)備）（可使用按鈕、電位器等人機(jī)交互設(shè)備）二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟構(gòu)思方案03燈光閃爍燈光閃爍依次點(diǎn)亮，前面燈不滅。循環(huán)。依次點(diǎn)亮，前面燈不滅。循環(huán)。依次點(diǎn)亮依次點(diǎn)亮, ,后一個(gè)點(diǎn)

5、亮前一個(gè)消失。循環(huán)后一個(gè)點(diǎn)亮前一個(gè)消失。循環(huán) 燈慢慢亮，慢慢滅，然后下一個(gè)，前面燈熄滅燈慢慢亮，慢慢滅，然后下一個(gè)，前面燈熄滅 自動(dòng)控制方式（由程序自動(dòng)控制執(zhí)行）（由程序自動(dòng)控制執(zhí)行）二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟撰寫方案04二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟撰寫方案04二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟給定值被控對(duì)象或執(zhí)行器控制系統(tǒng)實(shí)施三 完成好設(shè)計(jì)方案后，請(qǐng)同學(xué)們驗(yàn)證，完成方案的實(shí)施。 流程如下：連接元件 編寫代碼 燒錄代碼 調(diào)試優(yōu)化 小組合作控制系統(tǒng)的實(shí)施展示交流四任務(wù)LED發(fā)光畫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施發(fā)光畫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施你們小組你們小組完成任務(wù)了嗎？任務(wù)了嗎？一、任務(wù)完成情況 在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施的過程中，我們首先明確了

6、；其次明確了控制系統(tǒng)的 、 與 。在此基礎(chǔ)上，我們才制定和完善控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 任務(wù)LED發(fā)光畫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施發(fā)光畫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施二、歸納總結(jié) 歸納設(shè)計(jì)的目的被控對(duì)象被控量人工VS 自動(dòng)控制手段控制手段輸入與輸出選擇元件選擇元件呈現(xiàn)方案LEDLED燈燈開環(huán)VS 閉環(huán)控制類型控制類型說(shuō)說(shuō)你的方案三、展示交流 程序代碼編寫中有沒有需要調(diào)整的參數(shù)？問問設(shè)計(jì)是否達(dá)到預(yù)期效果？ 未能達(dá)到預(yù)期效果怎么辦？ 四、想一想五、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本過程拓展提高五一、舉一反三控制電路控制電路 執(zhí)行電路執(zhí)行電路 LED燈燈電位器的值電位器的值電壓電壓LED燈亮度燈亮度（1 1）使用電位器控制光的強(qiáng)弱）使用電位

7、器控制光的強(qiáng)弱1243換成喇叭被控對(duì)象換成風(fēng)扇換成顯示屏控制電路控制電路 執(zhí)行電路執(zhí)行電路LED燈燈電位器的值電位器的值電壓電壓LED燈亮度燈亮度（1 1）使用電位器控制光的強(qiáng)弱）使用電位器控制光的強(qiáng)弱1243光線傳感器給定值聲音傳感器溫度傳感器一、舉一反三復(fù)雜控制系統(tǒng) 一個(gè)作品有時(shí)可能會(huì)包括一個(gè)作品有時(shí)可能會(huì)包括多個(gè)多個(gè)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)的基本過程還是一樣。我們可以用其設(shè)計(jì)的基本過程還是一樣。我們可以用“逆逆向工程向工程”的方式來(lái)進(jìn)行分析，從作品還原至控的方式來(lái)進(jìn)行分析，從作品還原至控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。有幾個(gè)控制過程？有幾個(gè)控制過程？ 開環(huán)還是閉環(huán)？開環(huán)還是閉環(huán)？人工還是自

8、動(dòng)？人工還是自動(dòng)？ 有哪些給定值？有哪些給定值？ 討論二、案例分析二、案例分析復(fù)雜控制系統(tǒng)名稱：名稱：遠(yuǎn)程家用報(bào)警系統(tǒng)遠(yuǎn)程家用報(bào)警系統(tǒng)獲第獲第2828屆全國(guó)青少年創(chuàng)新大賽工程類一等獎(jiǎng)屆全國(guó)青少年創(chuàng)新大賽工程類一等獎(jiǎng) 該系統(tǒng)利用攝像頭進(jìn)行圖像對(duì)比，超聲波測(cè)距進(jìn)行防盜，煙霧傳感器防火，氣敏傳感器防煤氣，使用單片機(jī)作中控，出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)能在屏幕顯示信息，發(fā)送報(bào)警短信，發(fā)出報(bào)警聲音并存儲(chǔ)圖像。二、案例分析復(fù)雜控制系統(tǒng)名稱：名稱：遠(yuǎn)程家用報(bào)警系統(tǒng)遠(yuǎn)程家用報(bào)警系統(tǒng)獲第獲第2828屆全國(guó)青少年創(chuàng)新大賽工程類一等獎(jiǎng)屆全國(guó)青少年創(chuàng)新大賽工程類一等獎(jiǎng) 該系統(tǒng)利用攝像頭進(jìn)行圖像對(duì)比，超聲波測(cè)距進(jìn)行防盜，煙霧傳感器防火，氣敏傳感器防煤氣，使用單片機(jī)作中控，出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)能在屏幕顯示信息，發(fā)送報(bào)警短信，發(fā)出報(bào)警聲音并存儲(chǔ)圖像。課后小結(jié)六課后小結(jié) 今天，我們學(xué)習(xí)的主題是今天，我們學(xué)習(xí)的主題是簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)