四控制系统的设计与实施

课时授课计划日期2010年12月17日星期四第十六周第一次课（2课时）班级08高预108高预2课题控制系统的设计与实施执行日期12月21日课时教学目标1.知识与技能：了解简单被控制对象的基本特征。画出系统方框图，形成初步设计方案。2.过程与方法：通过对控制系统的设计与实施的分析，体会产品设计中人性化的设计思想。3.情感态度和价值观：培养认真严谨的态度，进而树立“以人为本”的设计理念。教学重点、难点1.教学重点：控制系统设计的一般思路。2.教学难点：闭环系统的设计。实验用具及教具多媒体教学过程设计补充1、控制系统设计的一般思路选择开环还是闭环：依据控制精度与条件。被控对象特性的获取方法：往往难以直接得到，从输入与输出之间的关系，若干个干扰因素的分析：找了影响最大的。简单系统的控制：执行器与检测器的选择：设计图样等：开环控制系统的设计电风扇，电吹风的设计：电风扇控制系统的设计：被控对象是电风扇，被控制量是电风扇输出的风速，控制量是电机的转速。设计的目的有：一是有定时关闭电风扇。二是有不同的风速。三是又定时，又有不同的风速。案例分析：电吹风控制系统的设计（要先介绍一下电吹风的工作原理）与学生一起分析，这个系统要达到的目的是什么？控制的对象是什么？被控对象有哪些特性？被控量的控制量分别是什么？外界的干扰因素是什么？经济实用？安全教育与设计。可以选择熨斗，电加热棒，电褥子等进行分析，这些设备，学生有一些使用的经验，拿出来加以分析，还可以增加学生的安全意识。2、闭环控制系统的设计对于简单的闭环控制系统有如下的要求：①必须是稳定的。一是工作时要稳定，二是干扰出现时要稳定，这个稳定是通过调节而出现的稳定。②控制精度要符合要求系统的输出值与给定值要变化，而且在变化的范围内。③有较好的抗干扰性能。④几项要求有时产生矛盾，要平衡有侧重点的解决。案例分析：抽水马桶水箱的自动控制系统的设计。设计目的与节水：设计项目：设计要求：设计分析：被控量，控制量，干扰量。分析设计思路。绘制方框图：知识与技能：让学生了解在设计的一般思路，应注意目的，控制量与被控量干扰因素。选择输入与输出的关系检测，执行器，检测器的选择。让学生自行画出与设计方框图。综合实践：近几年的冬天，总一些报道说，太阳能热水器出现冻坏的住户，请利用控制系统的知识，分析一下原因，并提出修改设计方案。【课外拓展】为了加深学生对知识的记忆、理解，鼓励学生全面的、辨证的分析问题。对生活中的一些个系统进行分析，思考，并能收集一些设备的工作原理，只有在掌握了大量的系统的工作原理，占有大量的资料的前提下，对系统进行分析，画出方框图，才能对其设计有一定的了解。教后录1、课堂气氛活跃，师生互动良好。2、知识重点、难点选择到位，有助于学生更好更容易地掌握知识点。3、基本达到预期的教学目标和目的。