闭环控制系统的干扰与反馈
教材：（凤凰国标教材）普通高中课程标准实验教科书通用技术（必修2）
文档内容：闭环控制系统的干扰与反馈
章节：第四单元控制与设计第三节闭环控制系统的干扰与反馈
课时：第1课时
作者：叶朝晖（海南省海南中学）
一、教学目标
1. 知识与技能目标
（1）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。

（2）熟悉闭环控系统中反馈环节的作用。

（3）能识读和画出简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器的作用。

2. 过程与方法目标
（1）通过课堂小试验亲身体验“反馈”的作用。

（2）通过典型闭环控制系统的分析，熟悉闭环控制系统的基本组成及工作过程。

（3）逐步形成理解和分析闭环控制系统的一般方法，学会使用逆推法分析问题。

3. 情感态度与价值观目标
（1）通过“神奇”的自动控制装置，感受科技的魅力，形成和保持探究控制系统的兴趣与热情。

（2）通过对闭环控制系统的探究，形成勇于探索敢于创造优良品质。

二、教学重点
本节学习重点偏重于对闭环控制系统反馈环节的作用的体会，及学会用系统框图来帮助分析和理解闭环控制系统。

三、教学难点
分析闭环控系统的基本组成及工作过程
四、教学方法
演示法、逆推分析法、游戏法
五、设计思想：
1. 教材分析
本节是“控制与设计”第三节的内容，其内容包括“干扰因素”、“反馈”、“功能模拟方法”和“黑箱方法”。

闭环控制系统相对于开环控系统要复杂些，但闭环控制系统因其控制准，自动化程度高，有着“神奇”的控制效果，对学生来说也同样具有一定的吸引力，成为学生进一步学习的动力。

本节学习重点偏重于对闭环控制系统反馈环节的作用的体会，及学会用系统框图来帮助分析和理解闭环控制系统。

2. 学情分析
（1）知道什么是开环控制系统，什么闭环控制系统；
（2）熟悉开环控制系统的基本组成及工作过程；
（3）在和学习开环控制系统过程中，学会了用系统框图来帮助分析和理解开环控制系统的组成和工作过程，及用系统框图来抽象概括开环控制系统的特征；
（4）对分析闭环控制系统有一定的畏难情绪；
（5）对闭环控制系统“神奇”的控制效果充满的好奇心，有着进一步了解其内部组成和工作原理的欲望。

3. 教学策略
（1）通过实物模型演示闭环控制系统“神奇”的控制效果，激发学生的学习兴趣；
（2）通过课堂小试验亲身体验“反馈”的作用；
（3）采用逆推法引发学生的思维，帮助分析闭环控制的基本组成和工作过程；
（4）淡化对概念或定义的描述，侧重机理的分析。

六、教学资源准备
实物模型、相关图片资料、技术试验工具、材料等
七、教学过程
b. 水塔水位靠什么来实现？（水泵）
c. 水泵靠什么来控制？（控制电路）
d. 控制电路怎么知道什么时侯该开始抽水，什么时侯停
止抽水？（通过传感器检测水位，再反馈给控制电路）2. 自动抽水控制系统的工作过程
（1）再次演示自动抽水控制装置自动抽水过程：将水位传感器定在第一条水位线，通电，水泵往水塔里抽水，水位到达传感器位置时水泵即停止抽水，从排水口排水，水位低于第一水位线时水泵又开始抽水；将水位传感器定在第二条水位线，重复上述操作。

（2）提问：这个水塔的工作过程是怎样的，请同学们相互讨论一下，试用系统框图来描述。

3. 案例分析：加热炉的温度控制系统
提问：在加热炉的温度控制系统中，可能有哪些干扰因素，系统是如何克服干扰使炉温稳定在给定的范围内的？其控制量是什么？控制量可以有其他选择吗？
4. 思考
如果请你设计一个温室的温度控制系统，你将选择什么作为控制量？画出控制系统框图：（略）
分析、归纳
分析思考后得出：用散热量作为控制量
五闭环控制系统
与开环控制系
统的比较
引导学生对闭环控制系统与开环控系统进行比较
比较，归纳。