2013年通用技术_技术与设计2_必修2_高二下期_全套教案

- 33 - 设计要求： 电吹风能根据不同档位输出不同种类的风。 设计分析： 被控对象——电吹风； 被控量——风的速度和温度； 控制量——电机的电压； 干扰因素——房间温度、电源电压的波动； 工作过程： 设定电吹风的档位 （输入） 电机、风扇、电热丝 风的速度和温度 （输出） 这个开环控制系统设计的案例，用以说明开环控制系统设计的过程与方法，体现控制系统设计的一般思路。 ◇ 案例分析2（分组讨论）： 电风扇风速控制设计。 1.电风扇风速控制这个系统要达到的目的是什么？ 2.控制的对象是什么？被控对象有哪些特性？ 3.需要哪些零部件组成控制系统？被控量的控制量分别是什么？ 4.外界的干扰因素是什么？影响的程度有多大？ 5.怎样做到经济实用？设计更安全？ 6.你认为该控制系统各部件的设计还与什么有关? 设计要求 设计分析 （被控对象） （被控量） （控制量） （干扰量） 控制过程 （主要元件） （工作原理） 方案构思 （输入量） （控制方式） （输出量） （装置结构） （装置作用） ◇ 案例分析3： 抽水马桶水位自动控制 设计要求：当水位达到某一指定高度时，进水口停止进水。 33 - 34 - 设计分析：根据设计要求，选择闭环控制系统。被控对象是抽水马桶的水箱，被控量是抽水马桶水箱水位的高度，控制量是进水管的水流量（进进水量），水箱水位的高度与进水量之间呈线形关系，主要干扰因素是水箱的出水流量。 方案构思：采用浮球作为水位高度的检测装置。当水箱的水位低于水箱的某个高度时，出现了水位差（给定的水位高度与实际水位高度之差），这个信号通过浮球、连杆机构传给进水阀，使进水阀打开，从而水箱进水；当水箱水位达到水箱的某个高度时，水位差为零，进水阀关闭。 控制系统方框图：略 控制过程：转动冲水旋钮，使出水阀打开，水箱冲水。与此同时，进水阀打开，水箱进水，直到指定水位时，进水阀关闭。 （四）“马桶内抽气控制系统”的方案设计 设计要求： 抽气机能根据不同的档位（如电风扇的风速控制器）改变抽风量的大小。 提问：针对“马桶内抽气系统”，是选择开环控制系统还是闭环控制系统？ 教师总结：采用开环控制系统实现马桶内抽气。同学们在学习控制系统设计之初，要从尝试进行简单的开环控制系统的设计做起。 1.明确马桶内抽气系统的设计要求、被控对象、被控量和控制量。 2.阅读书中119页“开环系统的设计”，从“电吹风控制系统的设计”体会开环控制系统设计的一般过程。 设计分析： 抽气机控制系统的的被控对象是抽气机装置，被控对象是抽气量的大小，控制量是电机的电压，干扰因素是电源电压的波动。 抽气机控制的工作过程：抽气机是通过电动机带动真空泵将气体从马桶内抽到水箱之中的。 分组讨论：1.设计“马桶内抽气控制系统”，画出流程方框图。 2.共同讨论设计还存在哪些问题，如何改进。 方案构思：设定抽气机的挡位就设定了电动机电压，接通电源后，电动机带动真空泵，将马桶内的气体抽到水箱中，输出的就是预设定抽气大小的量。 （五）作业：马桶内抽气装置的模型制作 1.确定了抽气机控制系统的设计方案后，画出必要的电气线路图。 2.选择适当型号的元件和配件，进行组装。（老师提供相应的配件和原材料，学生现场制作） 3.进行调试，测试能否实现设计目标，提出改进意见。 34 电源（输入） 电机，真空泵 抽气机的档位 抽气的量（输出） - 35 - 八．教学反思 尝试引导学生进行“问题式学习”的过程来掌握本节课的知识，在老师的帮助下，把生活中的经验逐步与控制系统联系起来，通过动手实践、改造，亲身体会这种控制实施方法，体验成就感。 35