《開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作導(dǎo)學(xué)案》

《開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作》導(dǎo)學(xué)案導(dǎo)學(xué)目標(biāo)：1.了解開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的基本原理和特點(diǎn)。2.掌握開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作方法。3.能夠應(yīng)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)和制作簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。導(dǎo)學(xué)內(nèi)容：一、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的基本原理和特點(diǎn)1.什么是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)？開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，其輸出值不受反饋信號(hào)的影響，只由輸入信號(hào)控制。即系統(tǒng)輸出值僅由輸入信號(hào)決定，不思量反饋信息。2.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)有哪些？-簡(jiǎn)單：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)不需要反饋信息，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。-穩(wěn)定性差：由于沒(méi)有反饋信息，系統(tǒng)容易受到外部干擾影響。-需要精準(zhǔn)的輸入信號(hào)：由于沒(méi)有反饋信息進(jìn)行修正，輸入信號(hào)需要非常準(zhǔn)確。二、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作方法1.設(shè)計(jì)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的步驟：-確定系統(tǒng)的輸入和輸出：明確系統(tǒng)要控制的對(duì)象和輸出要達(dá)到的目標(biāo)。-選擇合適的傳感器和執(zhí)行器：根據(jù)系統(tǒng)的具體需求選擇合適的傳感器和執(zhí)行器。-設(shè)計(jì)控制算法：根據(jù)系統(tǒng)的輸入和輸出干系設(shè)計(jì)控制算法。-搭建硬件系統(tǒng)：將傳感器、執(zhí)行器和控制算法結(jié)合起來(lái)，搭建實(shí)際的硬件系統(tǒng)。2.制作開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)：-實(shí)驗(yàn)器械：Arduino開(kāi)發(fā)板、電機(jī)、傳感器等。-實(shí)驗(yàn)步驟：1）將Arduino開(kāi)發(fā)板毗連到電腦，并編寫控制程序。2）毗連電機(jī)和傳感器到Arduino開(kāi)發(fā)板。3）運(yùn)行程序，觀察電機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況。4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果調(diào)整控制算法，優(yōu)化系統(tǒng)性能。導(dǎo)學(xué)案例：小明想要制作一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)控制一個(gè)小車的速度。他起首確定了系統(tǒng)的輸入是電機(jī)的電壓，輸出是小車的速度。然后選擇了一個(gè)電機(jī)和一個(gè)速度傳感器作為系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行器。接著，他設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的控制算法，根據(jù)輸入的電壓控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制小車的速度。小明應(yīng)用Arduino開(kāi)發(fā)板搭建了硬件系統(tǒng)，將電機(jī)和速度傳感器毗連到開(kāi)發(fā)板上，并編寫了控制程序。他進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，不息調(diào)整控制算法，最終成功制作出了一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，小明深刻理解了開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)，掌握了設(shè)計(jì)和制作開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的方法。他對(duì)控制系統(tǒng)的工作原理有了更深入的了解，并對(duì)未來(lái)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制作有了更多的信心和啟發(fā)。綜上所述，開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作雖然簡(jiǎn)單，但是對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的實(shí)踐機(jī)緣，能夠幫助他們更深入