第四單元+控制及其設計+課件【知識精講精研】高中通用技術蘇教版（2019）必修《技術與設計2》+

第四單元

控制及其設計學習任務一

認識控制學習任務二

知道控制系統(tǒng)學習任務三

理解開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)任務一

認識控制道路千萬條，你要走哪條？安全第一條失控的汽車鄉(xiāng)間小路騎自行車判斷以下是否是控制？（2）射手拿起弓箭，瞄準靶心，使箭射中靶心。（3）游泳池的水面總是保持一定的高度。（1）賣油翁倒油。

事物的發(fā)展與變化具有多樣性人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標發(fā)展。知識點2（了解）

控制的三要素：

控制的目的

控制要達到什么目的

控制的對象

控制的對象是什么

控制的手段

采取什么控制手段知識點1（了解）

什么是控制？(P113)2）控制的對象是什么；2、理解控制現(xiàn)象時要明確1）控制要達到什么目的；3）采取什么控制手段。汽車改變汽車行駛方向轉動方向盤推動轉向桿，再帶動車輪轉向汽車方向控制控制裝置控制目的控制對象控制手段感應式水龍頭樓道聲控燈自行車轉向燈的亮或滅燈聲控傳感器檢測是否有聲音而自動亮燈水龍頭的開或關水龍頭紅外傳感器檢測是否紅外線而自動控制出水騎車轉向自行車騎手轉動車把帶動車輪（自動門）自動控制智能控制人工控制（無人駕駛）智能控制控制的執(zhí)行部件機械手柄、鋼絲、剎車片液壓手臂噴槍汽泵電子線路板控制類型按人的參與：人工控制

自動控制按執(zhí)行部件：機械控制

電力控制

電子控制

液壓控制

氣動控制知識點3（重點）問題：洗衣機洗衣服屬于人工控制還是自動控制？問題：按執(zhí)行部件，聲控燈屬于哪類控制？控制的應用領域大腦球拍手定時器水泵出水管控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)：任何控制都要通過若干個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)，這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置構成了一個系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。任務二

理解：

輸入與輸出定時器水泵出水管設定澆水時間出水輸出量輸入量定時器控制系統(tǒng)知識點4（重點）

指出表中所列事物是否屬于控制系統(tǒng)，如果是控制系統(tǒng)，請指出系統(tǒng)的輸入、輸出分別是什么？是否控制系統(tǒng)輸入輸出教室里的電燈樓道聲控燈自行車減速是按開關燈泡亮或滅是聲音燈泡亮是捏剎車手柄車速降低開環(huán)控制系統(tǒng)定時澆水控制系統(tǒng)定時器水泵出水管設定澆水時間出水輸出量輸入量

P121:控制系統(tǒng)的輸出量，不對系統(tǒng)的控制產生任何的影響，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)任務三

控制器輸入量輸出量執(zhí)行器被控對象控制量開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖

在自動門控制系統(tǒng)中，如果把紅外裝置是否檢測到人體熱輻射發(fā)出的信號看做輸入量，門的開啟看作輸出量，請根據(jù)自動門的打開工作過程，寫出方框圖。案例分析--紅外線自動門控制系統(tǒng)紅外裝置檢測紅外信號控制電路電機門門開轉動量控制器執(zhí)行器被控對象輸入量輸出量控制量紅綠燈定時控制系統(tǒng)、防盜報警控制系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)、音樂噴泉自動控制系統(tǒng)、紅外線自動門控制系統(tǒng)等。控制器（實際濕度）輸出電磁閥花盆土壤水流量濕度傳感器×（設定濕度）輸入+-知識點7（重點）

閉環(huán)控制系統(tǒng)控制器（輸入輸出執(zhí)行器被控對象控制量檢測裝置×+-閉環(huán)控制系統(tǒng)控制器（實際濕度）輸出電磁閥花盆土壤水流量濕度傳感器×（設定濕度）輸入+-系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端，并對控制過程產生影響的控制系統(tǒng)控制器（設定時間）輸入（出水量）輸出執(zhí)行器被控對象控制量控制器（設定濕度）輸入（實際濕度）輸出執(zhí)行器被控對象控制量檢測裝置×+-強調：閉環(huán)控制系統(tǒng)有檢測裝置，而且是檢測輸出端的信號。如果有檢測設備，但不是檢測輸出端信號，并且不與輸入信號比較，就不屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。兩種系統(tǒng)比較知識點8（重點）

開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖如圖所示是一款紅外線感應自動開閉的智能垃圾桶，采用電池供電，

當手靠近桶蓋時，手伸至一定距離，

垃圾桶上方的紅外傳感器將檢測到的信號輸入控制電路模塊，控制電路模塊控制電機轉動，電機轉動帶動桶蓋自動打開。手遠離桶蓋后，延時5-6秒桶蓋自動關閉。它的主要特點是：桶蓋能自動打開和關閉，無需手動或腳踩，就能輕松丟垃圾。試分析：(1)針對其主要特點，它要解決的主要問題是：采用控制系統(tǒng)中的①(手動/自動)控制手段，控制方式為②(開環(huán)/閉環(huán))，實現(xiàn)垃圾桶蓋能自動打開和關閉。(2)它解決問題的技術方法是：該智能垃圾桶的控制系統(tǒng)中，紅外傳感器檢測到人體熱源信號，作為輸入量傳輸給控制電路模塊，控制電路模塊是該控制系統(tǒng)的

①器，②為執(zhí)行器，③為被控對象。自動開環(huán)控制電機桶蓋如圖所示的空氣壓縮機，

當儲氣罐內的壓縮空氣排放到一定程度時，壓力開關自動接通電源，電機帶動氣泵運轉，

向儲氣罐補充壓縮空氣，使儲氣罐內的氣壓保持在設定范圍內，下列關于該壓縮機的氣壓控制系統(tǒng)分析中，正確的是（

）

A.控制方式屬于開環(huán)控制B.輸入量是電能C.控制量是氣泵輸出的空氣流量D.輸出量是儲氣罐內的壓縮空氣D（人推拉）（軸斷裂）（障礙物）檢測裝置控制器輸入執(zhí)行器被控對象控制量輸出被控量1干擾因素:除了輸入量以外，引起被控量變化的各種因素反饋：將輸出量通過檢測裝置返回到輸入端，并與輸入量進行比較的過程?？刂破鳎ㄔO定水位）輸入（實際水位）輸出執(zhí)行器被控對象控制量檢測裝置×+-2.反饋方法3.黑箱方法

例如挑選西瓜、頭疼看病等例如：打籃球、看電視中眼睛是檢測裝置。某款無人機配置有氣壓定高控制系統(tǒng)，當懸停時,高度監(jiān)測器通過空氣壓力測算出無人機實際高度，飛控單元根據(jù)實際高度與設定高度的偏差值調整電機動力,使無人機懸停在設定高度。針對該氣壓定高控制系統(tǒng)，回答下列問題：（1）從控制過程中有無人工干預的情形來分，該控制屬于_________控制；按有無反饋來分，該控制系統(tǒng)屬于_________控制系統(tǒng)。（2）該控制系統(tǒng)的控制器是_________，執(zhí)行器是_______、被控對象是__________，檢測裝置是___________。閉環(huán)自動飛控單元電機無人機高度檢測器1.在馬桶水箱水位控制系統(tǒng)中，下列情況中不屬于該水位控制系統(tǒng)的干擾因素是()A.將原定水位調高B.使用水箱中的水C.向水中丟雜物D.從水箱中舀出少量水A控制控制

控制的三要素控制類型控制的應用類型控制器

執(zhí)行器被控對象檢測裝置比較器干擾輸出對系統(tǒng)影響控制系統(tǒng)開環(huán)控制

有有有無無有無閉環(huán)控制有有有有有有有研究方法反饋方法黑箱方法單元總結：1.如圖所示為一款自動取票機，用戶選擇按鈕操作后,單片機接收到按鍵信息，驅動相關電機及機械裝置,從而使車票從取票口吐出。關于自動取票機的控制，下列說法正確的是:()A.該控制是閉環(huán)控制

B.被控對象是車票C.輸出量是電機的驅動

D.執(zhí)行器是單片機2.在停車場的控制系統(tǒng)中,每輛車進入時會自動記錄數(shù)目，當數(shù)目達到停車場最大容量時,則不再放行。此控制系統(tǒng)屬于()A.人工控制、閉環(huán)控制

B.人工控制、開環(huán)控制C.自動控制、閉環(huán)控制

D.自動控制、開環(huán)控制3．在研究干擾對控制系統(tǒng)的影響時,主要觀察（

）A.對控制系統(tǒng)組成產生的影響

B.對擦制系統(tǒng)控制量產生的影響C.對輸入量產生的影響

D.對控制系統(tǒng)的被控量產生的影響B(tài)DD鞏固練習：4.下列關于控制系統(tǒng)的說法中，正確的是（

）A.有檢測傳感器的控制系系統(tǒng)就是閉環(huán)控制系統(tǒng)B.直接對被控對象進行控制的裝置或元件稱為執(zhí)行器C.控制器發(fā)出的控制信號稱為控制量D.能引起被控量發(fā)生變化的因素都是干擾因素5.某游泳池水位控制系統(tǒng)的控制過程為:水位傳感器檢測游泳池的實際水位,并將信號返回到輸入端與設定水位進行比較,當實際水位低于設定水位時，控制器發(fā)出指令并打開進水閥門;當實際水位達到設定水位時,控制器發(fā)出指令關閉進水閥門。下列說法中不正確的是（

）A.該控制方式是閉環(huán)控制B.設定水位發(fā)生變化是干擾因素C.被控對象是游泳池