《控制系统的设计与实施》教学设计

2.教案

【新课教学】

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。

来源:控制系统的设计与实施

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