控制的手段与应用

思 考
表格比较鲧禹父子治水的方式
治 水 人 鲧 gǔn 治水 时间 当时 首领 对象 目的 治水方法 达到的效果
的特征，了解影响控制目标实现的因素，采 用恰当的控制手段才能达到控制目的。
禹 13年 舜
洪水冲塌了堤坝， 垒坝筑堰、 9年 尧 洪水 防洪 水灾反而闹得更 填塞洪水 对某对象进行控制，必须了解被控对象 凶了。
实验结论
转动 传动方式 轮子 大轮转 动的圈 数 1 1 小轮转动 大轮转动 小轮转动 的圈数 的方向 的方向
大轮
链条传动 小轮
顺时针 逆时针
1 顺时针
1
特点： 两个齿轮的转动方向相同 大小齿轮转动的速度不一同 适合远距离传递力
逆时针
深入探究：新龟兔赛跑
二、利用链条传动装置中的两个齿轮，研究齿轮传动的特点。 实验步骤：
音乐喷泉系统
光控路灯的控制
按照执行部件不同来分：
机械控制 借助机械零件 盒机械设备。 蒸汽机转速控 制、自行车的 刹车控制 气动控制 液压控制 电子控制等 借助流体的压 借助流体的 借助的是电子 强（压力）传 压强（压力） 器件和电子电 递功能。为自 传递功能。 路。ATM、电 动行车充气、 体温计、汽 视制导导弹、 救生圈、公交 车的刹车 电视机、电子 车的气动门控 （液压泵控 器件、电动自 制 行车 制）、船闸 的升降
1、选择合适的支架固定两个圆形齿轮，保证齿轮间的啮合（注意）。 2、大齿轮上安装转动手柄，分别顺时针和逆时针转动，观察小齿轮的运 动方式。 3、小齿轮上安装转动手柄，分别顺时针和逆时针转动，观察大齿轮的运 动方式。
传动方式
转动 轮子 大轮
大轮转动 的圈数 1
小轮转动 的圈数
大轮转动 的方向 顺时针
小轮转 动的方 向
在人的直接干 人工控制 （手动控制） 预和全程干预 下进行的。
自动控制
(开环控制、闭 环控制和复合 控制)
在无人直接参 与的情况下， 使事物变化准 确地按照期望 的方向进行。
马上行动二
举例说明日常生活或其他领域中的控制事件：
控制事例 电饭煲 饮水机 烘手机 学校的大门 学校的音乐铃声 感应门的开关控制 类型 控制事例 手摇晾衣架的控制 飞镖的投掷过程控制 烟雾报警器 人体体重控制 电冰箱内温度控制 电梯的上下运行过程控制 类型
齿轮传动 小轮
1
1 1
逆时针
顺时针 逆时针
实验总结
链条传动 比较链条传动与齿轮传动： 相同点：
1、都可以传递力 2、大小齿轮的速度不同
不同点： 齿轮传动
1、齿轮改变力的方向，链条不改变力的方向 2、齿轮为近距离传递力，链条式远距离传递力
在日常生活中，我们有许多生活用品和玩具中都是有转 动装置的。你能想到哪些？
这是人不能做到的事情，但骆驼就 做到了解渴，这也属于一种控制现象。
日常生活领域
控制应用到生活中，提高了人们的生活质量，人 类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境， 使之能，使房 间温度处于人体适宜的状态。
空调器
红外线自动水龙头 自动取款机
牛有四个胃（瘤胃、蜂巢胃、重瓣胃和皱 胃），当吃完草后，躺着休息时，往往会发现 它的嘴巴在搅动，这是它把瘤胃中的未搅碎的 草料反刍到口腔处搅动，这是一种控制现象。
动、植物领域
骆驼是沙漠中最耐渴的动物，它喝水时，把 大量的水储存在驼峰里？
据研究，骆驼的耐渴能力要比人类高出10倍以上，那么骆驼为什么会 有如此惊人的耐渴能力呢？有人解剖驼峰，在这里没有找到一滴水， 反而知道这儿是贮存脂肪的位置，脂肪可以调节新陈代谢，脂纺类似 于海绵，含水量也比其它动物高。骆驼有三个胃，一个胃附生二三十 个水脬，作贮水用。当骆驼呼吸次数减少，小便量也很少。据研究表 明，１００克的骆驼脂肪可以经过氧化产生１０７克的水。它的血液 中的血红细胞中水的含量是人的两倍，在不渴时，不会流汗。流汗时， 会导致血红细胞中的水分减少在极干旱的情况下，它血液中的水分仅 失去十分之一，所以不会因缺水而影响全身的血液循环。可以说，骆 驼自身就成了水的源泉。
洪波安息、水患 开渠排水、 洪水 防洪 大治，海水向东 疏通河道 流入海洋中。
二、控制的含义
人们按照自己的意愿或目的，通过一 定的手段，使事物向期望的目标发展， 这就是控制（control，狭义）。
对象 控制的三要素 手段 目的
理解控制现象
理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么， 控制要达到什么目的和采取什么控制手段。
练习
分析下列控制现象是自动控制还是人工控制：
（1）摇动辘轳，提取井水；
（2）用气筒给自行车的轮胎充气； （3）电梯的上下运行控制； （4）农用灌溉抽水机抽水的控制。
练习
控制事例 摇动辘轳，提 取井水 用气筒给自行 车的轮胎充气 电梯的上下运 行控制 农用灌溉抽水 机抽水的控制 控制的对象 控制的目的 控制的手段
马上行动一
日常生活或其他领域中的控制事件：
控制事例
电风扇扇叶转速快 慢的控制 音响的音量控制
控制的对象
电风扇 音响
控制的目的
调节速度
控制的手段
换档
音量的调节
旋钮
燃气热水器温度的 控制
热水器
调节出水口温度的 高低
改变燃气火头的大 小
用喷雾器喷洒农药
喷雾器
给庄稼治病
操作喷雾器的手柄
案例分析——乘凉工具
工业生产领域
生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及 加工动作进行控制，控制在生产中得到了极为广泛 的应用。 例如：汽车自动装配生产流水线实现了汽车零件的自 动装配、喷漆等，并能对零件的传送速度进行控制， 便于生产操作，大大减轻了工人的劳动强度，提高了 产品的质量和生产效率。
汽车自动装配生产线
汽车油漆
例如：精密制导武器能够对目标进行精确攻击，火 箭能将各种卫星准确送入太空轨道，卫星准确发射， 控制起着重要的作用。
精密制导导弹
“嫦娥一号”月球卫星
社会生活领域
各种法律制度、交通管理、食品卫生控制等等·· ·
人口增长率控制
物价控制
疫情控制
控制的重要性
任何事物的发展不加控制会朝各种方向发展。 降落的雨水，可以用来灌溉农田，也可以供 人们冲洗物品，还可以发电，但也可能流入江河， 甚至有可能引起洪涝灾害。
表格对比
案例分析——大禹治水 资料补充
大禹是中国古代的传奇英雄人物，他所处的年代洪水泛 据考证，大禹治水，这水不是“黄河、长江”之水，那里 表格比较鲧禹父子治水的方式 滥而久治不息。他的父亲鲧受尧的命令而治水，采用垒坝筑 的洪水是海侵（海平面上升），海水倒灌到陆地上。这是世界 堰、填塞洪水的方法，历时九年，结果愈治愈泛，水患益盛， 性的，许多民族都有被洪水所淹的传说。大禹所治理的水是田 治水 当时 治水人 对象 目的 治水方法 达到的效果 最终被舜帝治罪而死。鲧死后，水患并未止息。大禹子承父 间水渠。中华大地上的江河，多数发源于西部，滚滚东流，不 时间 首领 业，接受舜的命令进行治水。大禹治水，一改其父“以填塞 论水有大小之分，都不会是横流、逆流，只有在海侵时，海水 而阻水”的方法，以疏通河道、泄洪为主，经过十三年的努 由东向西倒侵，才会出现横流、逆流的现象。 力，终于“洪波安息”、“水患大治”。 ①父子俩治水的期望目的是什么？ 他们的期望目的一致吗？为什么 会有不同的结果？ ②例子中控制的对象是什么？ ③这水是怎样来的？（历史资料） ④从大禹治水一事，要控制某对 象，做哪些事情？
手摇扇 手摇扇子产生风
电风扇 电机带动叶片转动时产生风
空调器 自动调温
手动控制
自动控制
三、控制的分类
按照人工干预程度不同来分：
类型 特征 事例 打开普通自来水龙头， 揿按键打开电灯、驾驶 汽车、人工纺纱等。 十字路口红绿灯的转换 （根据车流量大小改变 时间）、遥控电视更换 节目频道、数控机床、 饮料自动装罐生产线、 花房恒温控制等。
倒霉熊——Backkom
任何事物的发展不加控制会朝各种方向 发展。事物的发展结果可能是人们预先期望 的，也可能与预期的目标不相符，甚至是不 希望得到的。如果人们想达到某一特定的目 的，就必须借助适当的手段来实现。
控制
第四单元 控制与设计
第一节 控制的手段与应用
通用技术 李红红
一、控制的应用
控制的应用自古就有，并不是进入现代社 会才出现控制；控制现象出现在人、动物、植 物等范围。(广义)
实验过程
一、用瓦楞纸条和塑料瓶盖制作一个链条 传动装置，研究它的传动特点。
实验步骤： 1、选择合适的支架固定两个圆形齿轮，并装上 大小合适的链条。 2、大齿轮上安装转动手柄，分别顺时针和逆时 针转动，观察小齿轮的运动方式。 3、小齿轮上安装转动手柄，分别顺时针和逆时 针转动，观察大齿轮的运动方式。
尝试找出自行车中存在的各种控制现象及其三要素。
方向控制、速度控制、刹车控制、传动控制
控制事例 控制的对象 控制的目的
方向控制 速度控制 刹车控制 传动控制 自行车
控制的手段
改变自行车行驶 骑车人通过双手转动车把，改变前 的方向 轮的方向并带动后轮
探究实验：体会控制
你知道自行车为什么会向前进吗？
现在的自行车轮能够转动，是因为链条将动力 从踏板那里传到了后轮上。像自行车链条这样 的装置叫做“链条传动装置”。 主要结构：齿轮、链条。
农业生产领域
控制应用到农业生产中，提高了劳动效率，减 轻了农民的劳动强度，使农民减少在农田里日晒 雨淋的时间。 例如：农田节水灌溉控制，在控制农田灌溉水量、 实现水量均匀喷灌的同时，减轻了农民的劳动强度。
挑水 水车 抽水机

农田灌溉
联合收割机
军事国防领域
控制在军事、国防等领域也有着广泛的应用。
课堂小结 《控制的手段与应用》