頻率特性及其圖示法課件

頻率特性及其圖示法頻率特性及其圖示法頻率特性及其圖示法第五章頻率特性分析方法頻率特性分析方法的主要特點:1、是一種幾何圖解的近似方法,適于工程應用。是頻域的分析方法,系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的動態(tài)特性用頻率特性表示3、它不僅適用于線性定常系統(tǒng),還可以推廣應用于某些非線性系統(tǒng)。4、系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的頻率特性容易通過實驗獲得。本章主要內(nèi)容1、頻率特性的定義;2、研究頻率特性的物理意義3、頻率特性的幾種圖示方法極坐標圖對數(shù)坐標圖(伯德圖)Bodev對數(shù)幅相圖(尼柯爾斯圖)Nichols4、利用頻率特性方法分析和設計控制系統(tǒng)文件編號1003－7586(2012)01－0014－02教育的本質(zhì)是一種生活方式。美國教育家杜威強調(diào)：“教育即生活”。我國著名教育家陶行知提出：“生活即教育，用生活來教育，為生活而教育。”他們的理念包含兩方面的含義：①要求學校教育與社會生活?驗相結(jié)合；②要求教育應體現(xiàn)生活的價值，建構(gòu)一種美好的生活方式。傳統(tǒng)的教學與新課程的理念相去甚遠，它遠離學生的生活實踐，過分強調(diào)知識的傳承和接受，非常重視解題技巧的訓練，這樣的生物課堂教學機械沉悶，缺乏生氣，導致學生不會解釋現(xiàn)實生活中簡單的生命現(xiàn)象和簡單的生物學問題。隨著社會的飛速發(fā)展，人們在日常生活和生產(chǎn)中接觸到越來越多的新事物，碰到越來越多的新問題。解決這些問題，需要科學和技術(shù)，需要社會生活?驗，需要創(chuàng)新的人才。把生活?驗與生物教學結(jié)合，提高學生科學素養(yǎng)，已越來越廣泛引起人們的關(guān)注和探究。在農(nóng)村中學生物教學中，教師可以利用農(nóng)村得天獨厚的現(xiàn)有資源，揚長避短，滲透生活?驗。1學生感性知識豐富農(nóng)村學生從小就生活在野花綠樹、蜂鳥蟲蝶之中，雖然現(xiàn)在獨生子女多，但也常隨父母參加一些力所能及的勞動，接觸動植物及大自然的機會多，對農(nóng)、林、牧、漁業(yè)生產(chǎn)及動植物等基本知識比較熟悉。在生物教學時如能恰當?shù)乩眠@一優(yōu)勢，聯(lián)系學生生活實際，則往往可以收到事半功倍的效果。如在認識單子葉植物時用到的玉米、水稻，雙子葉植物用到的大豆、蠶豆等都是農(nóng)村學生非常熟悉的。而對一些他們本就熟悉的動植物進行研究學習，有利于學習活動和科技活動的開展。在很多農(nóng)村中學，校內(nèi)就有很多的生物資源，比如筆者所在學校校園很大，有花卉培育基地，有回廊形植物園，濃密的紫藤封頂，樹上有鳥兒歌唱，有些在樹梢上筑巢。校外就是農(nóng)田、桑園、池塘，有遠近聞名的無節(jié)水芹生產(chǎn)基地，不遠處就有溪流。另外，許多學生家或鄰居就是養(yǎng)魚、養(yǎng)豬大戶，家里養(yǎng)雞、養(yǎng)鴨、養(yǎng)羊、養(yǎng)狗等；有的學生家里種了水稻、玉米、小麥、蔬菜、桔子等，學生可以接觸到的動植物種類繁多。學生就生活在動植物周圍，對它們有了相當程度的了解。有了這些基礎，教學活動能夠順暢而有效地進行，學生能夠自然地融入到教學中。2隨處可得鮮活的生物或?qū)嵨锊牧显谵r(nóng)村中學，校園內(nèi)外優(yōu)越的生態(tài)環(huán)境和多樣的生物群落，為學生提供了取之不盡的直觀教具，并且在課堂中可引入“活的”、“真的”、“會動的”生物或?qū)嵨锊牧希處熆蓴P棄那些“死的”、“假的(模型)”、“不會動的”生物或材料。這樣一方面可以使學生將書本上學到的知識與實際見聞結(jié)合，使學到的知識在實踐中得到應用驗證，加深對知識的理解和消化；另一方面增強了課堂學習的生動性和趣味性。例如七年級教材中列舉的各類植物，在農(nóng)村中學周圍都可以見到。在講葉的形態(tài)時，上課前教師讓每個學生各自采集幾片不同形態(tài)葉子，上課時對照掛圖結(jié)合課本的內(nèi)容提問，先讓學生回答自己手中葉片的名稱及形態(tài)，稍加啟發(fā)，學生一般都能理解。這種方式既有利于課堂氣氛活躍，增加學生學習興趣，同時學生既動手又動腦，又有利于學生的思考與記憶。講種子結(jié)構(gòu)時，事先要求學生從家中帶少量種子(大豆、玉米)，教師浸泡后分發(fā)給每位學生，并在教師的指導下，對種子進行觀察。先察看顏色、形狀，然后解剖觀察構(gòu)造。在觀察中要指導學生把大豆種子和玉米種子進行比較，使學生了解它們的相同之處和不同之處。教學過程中，教師要讓學生討論，并回答教師的引導問題。如教師可以引導學生比較大豆種子和玉米種子的相同之處，點出胚是種子主要部分，是產(chǎn)生下一代植物的幼體；引導學生比較子葉和胚乳不同的地方，引出單子葉植物和雙子葉植物的概念。教師把新鮮的材料帶到課堂上，把抽象的教學變得形象而生動，用直觀的材料導入新課，能激發(fā)學生的興趣，啟發(fā)學生的思維。3便利的實驗和實習條件生物學作為一門基礎自然科學，它是以實驗為基礎的。實驗是培養(yǎng)學生科學的情感、態(tài)度與價值觀的有效方法。在全面實施減負增效、素質(zhì)教育的今天，通過實驗目的的學習、儀器的使用、實驗操作的掌握、實驗現(xiàn)象的觀察、實驗結(jié)果的分析和實驗方法的設計，能夠激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的實驗能力，優(yōu)化課堂教學，提高教學質(zhì)量。農(nóng)村學校進行實驗教學十分有利，不僅取材方便而且大部分學生具有豐富的生活實例。比如學生參加過養(yǎng)雞、養(yǎng)豬，幫助父母種植過水稻、蔬菜等農(nóng)作物，還有相當大一部分學生捉過魚、摸過蝦。他們在勞作中有意無意地觀察到動植物的形態(tài)特征、生活習慣和各種行為，腦海中積累了許多有價值的素材。教師將這些?驗引入課堂，充實了實驗教學內(nèi)容，活躍了實驗探索氣氛，對實驗課起到了不可估量的輔助作用。教師可根據(jù)農(nóng)村學生的這些特征，結(jié)合不同的教學內(nèi)容，可讓學生自帶蚯蚓，牛蛙(代替青蛙)、鯽魚、家鴿、兔子等活體。現(xiàn)行中學生物教材大大增加了演示、分組實驗的數(shù)量，還增設有“看一看”、“動動手”、“做一做”等內(nèi)容，這些內(nèi)容中涉及的實驗材料在農(nóng)村很容易得到，而且有一些較簡單的動植物材料，稍加整理就可以制成臨時或永久性的直觀教具，既能節(jié)約?費，又能培養(yǎng)教師和學生的動手能力。4開展獨特課外教學――田野課堂學生的課外活動內(nèi)容是課堂教學內(nèi)容的延伸和補充。在農(nóng)村中學，教師還可以引導學生拓展授課空間，把上課的地點定在菜地、田野。學生在廣闊的田野上，把教室里學的書本知識和實際結(jié)合起來，把大自然的見聞和疑難問題帶回到課堂研究討論，學生感到新鮮有趣。帶領(lǐng)生物興趣小組成員到學校周圍的田野或山上，采集植物標本。首先實地進行整體標本和器官標本的分類，讓學生重新認識和區(qū)別單子葉植物和雙子葉植物、直根系和須根系，并制作成扁平的臘葉標本，供課堂教學觀摩之用。教師還可以根據(jù)不同季節(jié)，指導學生自制捕蟲網(wǎng)在校園里、田野上捕捉蝴蝶、飛蛾等，并制成標本，充實課堂教具。通過這些課外活動，不僅可以擴大學生的知識視野，而且可以提高學生的生物學技能。教師可根據(jù)教學實踐需要，指導學生利用校園的植物園，種植各種各樣教學需要的植物，特別是當?shù)剌^難找到的植物。這種形式不僅綠化了環(huán)境，美化了校園，同時把種植的方法教會學生，讓學生親手種，種植全過程由學生自己觀察，把觀察到的結(jié)果，與課本結(jié)合起來，讓學生更好地鞏固所學的知識。5更好地與農(nóng)業(yè)與農(nóng)家結(jié)合科學知識來源于生活，又服務于生活。在中學這些課程中，生物學能最大滿足學生的需要，尤其是農(nóng)村學生的需要，因為生物學與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有十分密切的關(guān)系。因此，把生物知識與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合，使學生擺脫枯燥的學習，通過課外活動理解、補充、鞏固和提高學生的學習效果，是農(nóng)村生物教師在新課程理念下所要思考的一個問題。在教學七年級有關(guān)根的結(jié)構(gòu)和作用這部分內(nèi)容中，其中根毛的作用有關(guān)于帶土移栽的內(nèi)容，學生平時進行過這類勞動，但講不出原因，學習完這部分內(nèi)容后，學生有了知識，知道了道理，因此就有學生回去做實驗：把根毛全部去掉或大量損傷的植株與正常的植株對比，會怎么樣?結(jié)果發(fā)現(xiàn)損傷的植株開始一段時間還好，可是后來它們?nèi)靠菸劳隽耍５闹仓晟L良好，這就加深了對根毛作用的理解。比如棉農(nóng)知道種植棉花的過程中需要?常摘心、整枝，以防止棉花“瘋長”，但是他們卻不知道這是因為營養(yǎng)生長和生殖生長相互制約的緣故。這時候，教師指導學生把書本上講過的知識向家長宣講：根、莖、葉是營養(yǎng)器官，它們的生長叫營養(yǎng)生長；而花、果實、種子與植物的生殖有關(guān)，它們的生長叫生殖生長。當家長在讀農(nóng)業(yè)科技這方面的書籍，見到這些科學術(shù)語時，就不會困惑了。再如，學生家長都知道大雨過后，要及時給莊稼排水，但是卻不知這是為了保障莊稼的正常呼吸作用。果農(nóng)懂得移栽果樹苗時，要裁剪去許多葉片和小枝條，但卻不懂得何謂蒸騰作用。新課程標準指出初中生物教學要“以全面提高學生的科學素養(yǎng)為宗旨，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為重點，以促進學生轉(zhuǎn)變學習方式――變被動接受式學習為主動探究式學習為突破口，使教學符合學生發(fā)展的需要和社會需求，反映生物科學的新進展及其地社會中的廣泛應用”。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村中學生占全國中學生的70％以上，農(nóng)村是一個廣闊的天地，因此在農(nóng)村中學，教師將生物教學與生活?驗相結(jié)合，提高學生的科學素養(yǎng)有很大的優(yōu)勢，并且現(xiàn)行的中學生物教材中涉及到的知識多半是動植物、環(huán)境保護、生態(tài)及人口知識，這些知識與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民生活息息相關(guān)?？傊?，在農(nóng)村生物教學中，教師應該不斷深化利用生活?驗，充分結(jié)合農(nóng)村資源，緊密聯(lián)系本地具體情況，優(yōu)化課堂教學質(zhì)量，豐富第二課堂，使教育改革新理念得以貫徹實施，保證教育目標得以實現(xiàn)。【教學目標】科學概念：食鹽溶解于水的變化過程是一個可逆的過程。用蒸發(fā)的方法可以分離出溶解在水中的鹽，這種方法被廣泛應用于生活中。如：海水曬鹽。過程與方法：能運用燒杯、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、蒸發(fā)皿等工具進行簡單的觀察實驗，經(jīng)歷觀察比較、描述溶解前后鹽粒特征的過程。情感態(tài)度價值觀：激發(fā)學生課外探究其他溶液分離方法的興趣。【養(yǎng)成教育訓練點】培養(yǎng)學生樂與探究問題的興趣以及嚴謹?shù)奶骄繂栴}的習慣。【教學重點】指導學生正確使用酒精燈。【教學難點】理解減少溶液中的水分可以進行分離鹽和水。【教學準備】小組觀察實驗：飽和鹽水1、食鹽1、清水1、蒸發(fā)皿1、放大鏡1、石棉網(wǎng)1、酒精燈1、三腳架1、坩堝鉗1、濕毛巾、放火柴梗的小蝶?！窘虒W過程】一、導入1.出示上一節(jié)課留下來的濃鹽水，請學生觀察后提問：為什么這杯鹽水杯底會有鹽呢？你有什么辦法能使杯底的鹽繼續(xù)溶解嗎？（增加水量）2.學生討論，然后小組操作。用記號筆在杯壁給濃鹽水的液面做個記號，然后一點一點地加水10毫升，使杯子里的食鹽恰好全部溶解。學生思考：把杯子放在窗臺上讓水蒸發(fā)，當杯子里的水面降到原來的刻度時，已經(jīng)溶解的食鹽會怎樣？（學生思考）3.繼續(xù)思考：如果杯子里的水一天一天繼續(xù)蒸發(fā)減少，直到水全部被蒸發(fā)掉，原先溶解在水里的食鹽會怎樣？食鹽會隨水一起蒸發(fā)呢還是會留在杯子里。（學生做解釋）二、講解實驗器材及實驗要求，學生分組實驗1.講解：想不想用實驗驗證一下自己的猜測，用蒸發(fā)的方法減少水分很慢，我們還可以用酒精燈加熱水的方法來加快水分的蒸發(fā)。接下來，讓我們一起來認識用到的儀器。出示酒精燈重點講解酒精燈的結(jié)構(gòu)。PPt和使用注意事項，如何使用酒精燈呢，邊講邊示范：①將酒精燈放在平穩(wěn)的桌面上，打開燈帽，并將燈帽平放在桌面上以免跌落摔壞。②用火柴點燃酒精燈，點燃后將火柴梗吹滅或甩滅并放到專門盛火柴梗的容器內(nèi)。③火焰有三層，但是這三層的溫度是不一樣的。外焰溫度最高，內(nèi)焰次之，焰心最低。所以在實驗中我們要用外焰來加熱。④用完后熄滅時不能用嘴吹滅，要用燈帽蓋滅，然后再蓋一次請同學們看酒精燈錯誤使用視頻播放：除了酒精燈還有三腳架（起支撐作用）、石棉網(wǎng)（能使被加熱的物體均勻受熱）、蒸發(fā)皿（盛放溶液）、鑷子（夾放物體）、濕毛巾。儀器介紹完畢，你能根據(jù)這些設計分離食鹽與水的實驗方案嗎？2.設計加熱蒸發(fā)方案實驗名稱：分離食鹽與水――加熱蒸發(fā)實驗器材：酒精燈、三角架、石棉網(wǎng)、蒸發(fā)皿、燒杯、筷子實驗步驟：1.用小勺取少量飽和鹽水在蒸發(fā)皿里，把蒸發(fā)皿放在石棉網(wǎng)上；2.點燃酒精燈，移到三腳架下方；3.用玻璃棒輕輕攪拌（為什么？加快蒸發(fā)），在鹽水還未完全蒸發(fā)之前移走酒精燈，并蓋滅；實驗現(xiàn)象：冒泡，水濺出，有白色的結(jié)晶體（空著試驗完填）實驗結(jié)論：白色的結(jié)晶體是鹽。（空著試驗完填）3.交流實驗方案師：那我們要加熱到什么時候停止呢？生：鹽水未完全蒸發(fā)掉時停止加熱，把酒精燈慢慢移除，不能用嘴吹滅？應該用燈帽將其蓋滅，蓋滅后需再重蓋一次，以避免以后使用時燈帽打不開。明白了嗎？找個同學來操作一遍。（教一學生）4.在實驗時，大家一定要注意以下幾點：ppt溫馨小提示：A正確使用酒精燈B在鹽水快要變干之前熄滅酒精燈C加熱后的蒸發(fā)皿、三角架、石棉網(wǎng)等物體在相當長的一段時間內(nèi)還是很燙的，防止燙傷。開始實驗。（強調(diào)實驗要點：酒精燈的構(gòu)造、酒精燈的點火方法、酒精燈的滅火方法、在鹽水還未完全蒸發(fā)之前熄滅酒精燈、加熱后實驗器皿會很燙要注意安全。）三、觀察蒸發(fā)皿中的白色顆粒集體探討：這些白色顆粒和食鹽一樣嗎？它們也能溶解于水嗎？它們是食鹽嗎？（溶解在水中看看）如果在蒸發(fā)皿中留下的是食鹽，說明什么？（鹽的水溶液中的水分蒸發(fā)后，鹽并沒有隨水分一起蒸發(fā)掉，而是形成了鹽的晶體留在蒸發(fā)皿中。分離出來的白色顆粒顏色、形狀及大小和鹽接近，白色顆粒放入水中能溶于水，白色顆粒就是原來溶解的鹽。）師：鹽能夠溶解在水中，也能從水中分離出來。這個過程是可逆的。板書：蒸發(fā)分離可逆四、談收獲1.師：今天我們用了蒸發(fā)方法將食鹽和水分離呢（蒸發(fā)），為了讓蒸發(fā)的速度加快我們又用了那些方法呢？（加熱攪拌），重要的是我們學會了使用一樣新的實驗儀器，就是（酒精燈），加熱時要用酒精燈的外延，我們用了三個角的架子叫看來同學們今天又學習了不少新知識，那你們知道生活中的食鹽是從哪里來的呢？（大海）怎樣將海水里的鹽提取出來呢？老師帶來了一段視頻，請看視頻六、聯(lián)系生活，拓展外延今天我們學習了“分離食鹽與水的方法”，如果遇到了其他溶液你能分離嗎？教師引導學生課后自行去探究.同學們今天可真不錯，就上到這兒，下課。第五章頻率特性分析方法頻率特性分析方法的主要特點:1、是一種幾何圖解的近似方法,適于工程應用。是頻域的分析方法,系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的動態(tài)特性用頻率特性表示3、它不僅適用于線性定常系統(tǒng),還可以推廣應用于某些非線性系統(tǒng)。4、系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的頻率特性容易通過實驗獲得。本章主要內(nèi)容1、頻率特性的定義;2、研究頻率特性的物理意義3、頻率特性的幾種圖示方法極坐標圖對數(shù)坐標圖(伯德圖)Bodev對數(shù)幅相圖(尼柯爾斯圖)Nichols4、利用頻率特性方法分析和設計控制系統(tǒng)51頻率特性及其示法」511頻率特性511率特性的定義系統(tǒng)或環(huán)節(jié)對正弦輸入信號的獠態(tài)響應與輸入函數(shù)之比為頻率特性r=Asinoy(t)G(S)A是幅值,O是角頻率穩(wěn)態(tài)響應y、=limy(t),是頻率的函數(shù)。t→)利用頻率特性研究的系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的系統(tǒng)。階線性系統(tǒng)AsinoKR(S)Ts+1Y(S)當輸入r=Asina時,R(s)KAoY(S=G(SR(S)Ts+1s2+0KAoTS+1(s+jos-jo)Ts+1s+joS-job/TS+1/Ts+jaJb/TKAs+l/Ts+jos-joTs+1s+a經(jīng)拉氏反變換,有:y(t)=eT+ae+ae/頻率特性是研究系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應的,y=ae+ae其中a,a可以按復變函數(shù)中求系數(shù)的留數(shù)方法求得KAoKA(Ts+1)(sijo(s-jo)(s÷jo)s(1-jo)2jKAOKA(T+1s+j0)-Jm)o)=0(1+m7