通用技术：控制系统干扰与反馈
通用技术综合知识点2(紧密复杂版)
第二单元流程与设计流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。
包含环节与时序。
对生活工作：提高工作和学习的效率，使我们生活变得有序、合理，为我们的安全提供保障。
（例：洗衣、煮饭与烧菜的流程安排、碘盐和味精佐料的加放流程、青霉素注射流程等）对生产：运用科学合理的流程可以有效地组织生产、提高生产效率、保证产品质量、保证安全生产、保护环境等。
（例：自动流水生产线的发明、农业庄稼的种植流程）流程中工序的作业方式——串行和并行。
上一道工序完成之后才能进入下一道工序——串行。
几项工作同时进行——并行。
⑴时序：过程的经历中，各环节按照一定的时间顺序先后出现、完成。
这种时间顺序关系，称为时序。
（例：买票→候车→检票→上车。
）⑵环节：活动或事件在其发展的过程中，依据某种特征或方式，可将该过程分解为若干个小过程，称这些小过程为环节。
流程图有文字表达、表格表达、图示表达、模型表达、动画演示等。
识读流程图的要点：⑴找流程的环节，明确每个环节的功能和作用；⑵弄清流程中时序的体现与特征；⑶流程是技术的核心概念之一。
不同的流程，产生的效益往往不同，“理解流程就是质量”、“流程就是效益”等。
总体上：流程设计应该要研究内在属性与规律。
具体的：流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员和资金、环境等。
材料：不同的材料有不同的加工处理方法。
工艺：不同产品的工艺要求各异，流程设计也不同。
设备：生产设备的水平往往决定了流程的自动化水平。
人员和资金：不同的技术水平和必要的资金影响生产的过程、质量和周期。
环境：关注生产过程对环境的污染以及环境对生产的反作用。
间的时序，要标注时间。
画流程设计框图的一般方法：⑴根据对事物的内在属性和规律的分析，以及有关的考虑，将流程的全过程，按每个阶段的功能、作用的不同，分解为若干小过程——环节，并用方框表示环节。
⑵按照每个小过程应该经历的时间顺序，将各环节依次排开，并用箭头线连接起来。
例：小铁锤的锤头加工流程图：下料→划线→锯削→锉削→划螺孔中心线→钻孔→攻丝→倒角→淬火→电镀。
2019-2020年高中通用技术 闭环控制系统的干扰与反馈2教案 苏教版必修2
2019-2020年高中通用技术闭环控制系统的干扰与反馈2教案苏教版必修2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课时一、教学目标1.知识与技能：了解闭环控制系统的干扰与反馈的各方面因素。
2.过程与方法：能结合身边的案例找出干扰的因素，并做出分析。
3.情感态度与价值观：培养学生对一个控制系统的理解能力和分析能力，并能从物性到理性过渡，能对学习与人生产生干扰影响的因素进行分析。
二、教学重点1.能结合案例分析找出影响简单控制系统的干扰因素。
2.熟悉闭环控制系统中反馈环节的作用。
3.学会分析干扰在控制系统的影响，反馈在技术发明和革新中的作用。
三、教学难点1.对干扰系统的全面细致的分析。
2.反馈环节的使用。
四、教学方法本课通过“案例分析法”，采用启发式、讲述式、分析等多种教学方式，以课程目标为依据，努力提高教学的生动性和逻辑性，激发学生的学习兴趣，提高学生的注意力，使学生能够自己建构出本课的知识点。
五、学习方法本节课的教学对象是刚刚对控制系统有了初步的了解学生，对控制的干扰还蒙着一层神秘的面纱。
好奇心较强，思维活跃，虽然他们的生活经验不是很丰富，但根据他们现有的认知水平和认知风格还是很容易接受本节课的内容。
本课教给学生的学法是“分析案例—合作探究—得出结论—思维扩展”。
六、设计思想教材分析1.知识结构分析本节将控制系统置于真实环境中，引入干扰的概念，并通过典型案例，分析和归纳了克服干扰因素的方法，在此基础上引入反馈概念，并对闭环控制系统的作用进行了重点探讨。
2.知识发生发展过程分析本节知识发生的条件是控制系统工作的真实情景，如骑车、温度控制等，教材通过对真实情景干扰因素的分析、具体问题的解决建构知识，对此，教学上要注意领会和把握。
3.知识学习意义分析通过本节学习，有助于理解真实的控制系统的工作条件和工作过程，为简单控制系统的设计和改进打下基础。
高中通用技术《闭环控制系统的干扰与反馈》教案 新人教版
浙江省衢州市仲尼中学高中通用技术《闭环控制系统的干扰与反馈》教案新人教版一、教材分析本课是《技术与设计2》的第四单元“控制与设计”的第三节“闭环控制系统的干扰与反馈”中的第三课时的内容，包括“功能模拟方法”和“黑箱方法”两部分内容。
功能模拟方法是以功能行为的相似性为基础建立模型，用模型模拟原型的功能和行为的一种方法。
教材首先以“加热炉温度的手工控制与自动控制”的比对案例来说明功能模拟方法。
温度能自动控制的加热炉系统在上一课时是已经分析探讨过的案例。
在这里重提就可以很好的与“手工控制加热炉”配对比较。
但考虑到“加热炉”对学生来说还是比较陌生，所以在上课时不采用这个案例，而是改用“人工驾驶与自动驾驶汽车”的案例做比对。
教材在后面又举了根据模型与人脑在功能行为上相似而实现对人脑的模拟的“国际象棋人机对弈”案例，从而使功能模拟方法更清晰的展现在我们面前。
在“黑箱方法”部分教材使用“中医看病”“挑西瓜”等贴切生活的案例把黑箱方法分析得非常的清晰明了。
教材引用这些生活化的案例就一子就把理论与人的距离拉近了，陌生感也没有了。
利用黑箱方法事物进行分析，可使许多繁杂的问题简单化，它是认识事物的一种有效方法。
教材内容的顺序编排也是比较合理的。
在前几课时分别介绍了“控制”“开环控制系统”“闭环控制系统”“干扰因素”“反馈”等内容，而这些都是学习探讨功能模拟方法与黑箱方法的前提基础。
二、学情分析在此前，学生学过了开环与闭环控制系统，对开环与闭环控制系统的组成也都有了一定的认识，这些再加上学生的生活经历都是学习本节的前提基础。
“人工驾驶汽车”“中医看病”“挑选西瓜、椰子、电视机”以及“机器人”都是学生熟悉的案例，正是以这些熟悉的案例做分析铺垫，才有可能降低理解难度。
本课主要通过大量的生活案例让学生在分析案例的过程中逐步掌握功能模拟方法与黑箱方法的思想的，但对于功能模拟方法的理解还是有一定难度的，所以在实施教学时需要想办法去突破。
苏教版通用技术必修2 4.3 闭环控制系统的干扰和反馈
《闭环控制系统的干扰与反馈》教学设计
一、幻灯片展示问题：乘坐飞机之前哪些话不宜说？
A随时来电B旅途愉快
C一路平安D一路顺风
教师总结飞机在受到风和电磁波干扰的时候出现的反应，引出干扰因素的概念。
1. 什么是干扰？
分析游泳池注水案例：
当抽水时间到了，可是有时水满了，有时却未满，很难达到自己的期望值，为什么会出现这种情况呢？
分享结论：系统各个环节都受到不同因素的干扰，导致结果不是人类所期望的值。
1、提问：如何排除外界干扰，使游泳池的水位达到我们心目中期望的水位呢？
分享结论：增加一个反馈环节，使输出量与输入量对比
2、反馈的概念：将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程就是反馈。
1、闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控量（输出量）的偏差。
所以一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被控量控制在给定值附近
2、“家庭抽水马桶工作原理”案例分析？
3、讨论通过什么方式，可以使其马桶节约用水？
4、结论：（略）见课件
学生讨论，完成表格填写；
1、人工控制与自动控制的对比
2、概念：以功能和行为的相似性为基础，用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法，就是功能模拟法。
1、中医“望闻问切”。
2、通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法，称为黑箱方法。
播放“现代化电子干扰战”视频。
六、备注
【课前准备】相关图片资料、PPT，2段视频
课件：含有“台风下飞机降落视频”和“现代化电子干扰战”两段视频资料板书：。
《闭环控制系统的干扰与反馈作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《闭环控制系统的干扰与反馈》作业设计方案第一课时一、概述闭环控制系统是自动控制领域中的重要概念，其通过反馈控制实现对系统输出的稳定控制。
在实际应用中，系统往往会受到各种干扰的影响，因此对干扰的抑制和反馈控制的设计显得至关重要。
本作业设计方案旨在帮助学生深入理解闭环控制系统中干扰与反馈的关系，提高他们的设计能力和解决问题的能力。
二、作业内容1. 了解闭环控制系统的基本原理和结构；2. 研究闭环控制系统中干扰的种类和影响；3. 分析闭环控制系统中反馈的作用和重要性；4. 设计一种针对干扰的反馈控制策略；5. 使用仿真软件（如MATLAB）对设计的闭环控制系统进行模拟实验；6. 分析实验结果，总结干扰与反馈之间的关系。
三、作业要求1. 按照指导老师的要求完成作业设计方案的撰写；2. 深入研究闭环控制系统的理论知识，结合实际案例进行分析；3. 清晰明了地阐述干扰与反馈的概念及其在闭环控制系统中的作用；4. 设计的反馈控制策略需要具有一定的创新性和实用性；5. 模拟实验结果需要准确可靠，对比实验数据进行详细分析与讨论。
四、作业流程1. 阅读相关理论书籍和文献，深入了解闭环控制系统的干扰与反馈；2. 设计反馈控制策略，确定实验的具体步骤和参数设置；3. 使用仿真软件进行实验模拟，记录实验数据；4. 对比不同情况下的实验结果，分析干扰对系统稳定性的影响；5. 撰写实验报告，提出改进建议和未来研究方向。
五、作业评分标准1. 理论知识掌握（30%）：对闭环控制系统的干扰与反馈理论有深入的理解；2. 设计方案创新（20%）：设计的反馈控制策略具有一定的创新性；3. 实验完成度（20%）：实验步骤和参数设置合理，实验数据准确可靠；4. 结论和讨论（20%）：对实验结果进行详细分析和讨论，提出合理的结论；5. 文字表达与排版（10%）：论述清晰明了，文责一致、格式规范。
六、参考资料1. 《现代控制理论》2. 《自动控制原理与系统》3. 《控制系统工程》七、总结通过本次作业设计，学生将能够深入理解闭环控制系统中干扰与反馈的关系，提高自己的设计能力和解决问题的能力。
通用技术会考知识点(正确版)
通用技术会考知识汇总----------技术与设计2第一单元结构与设计一、常见结构的认识1.结构：是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
（a）2.从力学角度来说, 结构是指可承受一定力的架构形态, 它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
(b)当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变,产生一种抵抗的力——内力应力是构件的单位横截面上所产生的内力，当应力达到某一极限值时，结构就会遭到破坏。
构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。
（要能区分：书本P6）３.结构的类型：实体结构、框架结构、壳体结构(b)实体结构：结构体本身是实心的，它的受力特点是：外力分布在整个体积中，如：实心墙，大坝。
框架结构：结构体由细长的构件组成，受力特点：支撑空间而不充满空间。
如：铁架塔。
壳体结构：层状的结构，受力特点是：外力作用在结构体的表面上，如：头盔，飞机的外壳，贝壳。
二、稳定结构的探析1.结构与稳定性（1）结构的稳定性：是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
(b)结构的稳定性是结构的重要性质之一。
如果一个物体的结构不能有效地抵御常见外力的作用，那么该物体是很难承受负载而保持平衡的。
（2）影响结构稳定性的主要因素：(b)重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状等。
1) 重心位置的高低：重心越低,稳定性越好；重心越高,稳定性越差。
结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内，落在范围内就是稳定的，没有就是不稳定的。
2) 结构的底座，结构与地面接触所形成的支撑面的大小。
支撑面越大越稳定，越小越不稳定。
如：高塔的共同特点都是上端小而下端大。
3) 结构的形状：结构的形状不同，其稳定性也不同。
如：三条腿的凳比两条的稳定。
影响结构稳定性的因素是相互关联的，需要综合考虑各种因素来讨论结构的稳定性。
2.结构与强度（c）结构的强度：是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。
影响结构强度的主要因素：结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等。
高中通用技术 闭环控制系统的干扰与反馈3教案 苏教版必修2
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2课时一、教学目标1. 理解闭环控制系统的工作过程2. 理解开环控制系统和闭环控制系统区别二、教学重点闭环控制系统的工作过程，绘画简单的闭环控制系统的方框图。
三、教学难点控制器、执行器等环节的作用，闭环控制系统与开环控制系统的区别。
四、教学方法讲授、实践、任务驱动。
五、设计思想本节内容在《控制与设计》一单元中起到举足轻重的作用，不仅可使学生对闭环控制系统的工作原理和和过程有深刻的认识，而且对开环控制系统与闭环控制系统的比较有清晰的理解。
六、教学准备烘箱、画架等七、教学过程闭环控制系统工作过程[介绍]：闭环控制系统就是系统的输出端与输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生影响的控制系统。
闭环控制系统是通过反馈环节克服干扰因素而使系统达到稳定。
[核心]：通过反馈来减少被控量(输出量)的偏差。
[案例分析]：阅读书上案例[思考设计]：家用抽水马桶是一个典型的闭环控制系统的水位控制。
[思考]：在水箱的水位控制系统中，控制量还可以有其他选择吗？为什么？（控制量是进水阀的流量。
放水、蒸发是干扰。
）闭环控制系统的特点：（1）系统输出量对控制作用有直接影响。
（2）有反馈环节，并应用反馈减小误差。
（3）当出现干扰时，可以自动减弱其影响。
[flash课件演示]：加热炉的温度自动控制系统：[实物展示]：烘箱温度自动控制系统。
首先用热电偶来代替温度计来测量温度的值，然后对温度的比较，当小于恒温箱给定时，就增大加热装置的电流；相反当大于恒温箱给定时，就减小电流。
这样恒温箱就能保持给定的温度。
加热炉的温度自动控制系统的结构图：小结：闭环控制系统的特点是，控制精度较高，系统能够实时监控输出端，及时调整输入端，在生产和生活中应用广泛，主要用于各种自动化控制。
高中通用技术 4.4控制系统的干扰教案 地质版
第四节控制系统的干扰一、教学内容分析：本节是在学生对控制系统有一定认识的基础上具体的阐述闭环控制系统的干扰与反馈的辨证关系，是全书的重点章节，也是控制系统的具体应用章节。
为以后学习的控制系统的设计等内容奠定了理论基础。
本节内容在《控制和设计》中起到举足轻重的作用，不仅可以使学生对闭环控制系统中的反馈（feedback）有很深的认识，而且也为闭环控制系统的设计与实施打好基础。
本节教材主要包含三部分内容：干扰因素、反馈、功能模拟法、黑箱法。
本节是本单元的重点，也是一个难点，分析干扰因素及反馈给控制系统带来的影响，综合了本单元前两节的知识。
从模块角度看，该节融合了该模块第二单元流程与设计，以及第三单元系统与设计的内容，控制过程本身的工作过程就是一个流程，闭环控制系统大致包括控制环节、执行环节、反馈环节和比较环；反馈也体现了系统的环境适应性，因此，本节是本模块的综合应用。
本单元是本课程知识的综合应用，综合了必修1、必修2的知识，讲了闭环自适应控制，体现了技术以人为本的理念。
二、教学对象分析：学生对控制机理比较陌生，整个教学都应以案例分析为主，所举案例应力求简单。
三、目标：1.知识与技能：（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）熟悉闭环控制系统中反馈环节的作用。
（3）熟悉闭环控制系统的工作过程。
（4）了解功能模拟方法和黑箱方法在控制系统中的应用。
2.过程与方法：用方框图分析生活中常见控制系统，通过实践、游戏、讨论、分析、讲授法、问题教学法、小组讨论法、设计教学法等方法使学生懂得反馈在闭环控制系统中的作用，了解功能模拟方法和黑箱方法在控制系统中的应用；结合案例分析影响简单控制系统运行的主要干扰因素及克服方法。
3.情感态度价值观：通过学习，联系生活，能具体问题，具体分析，能在生活中应用反馈原理，调节自身的心理、学习与生活。
培养学生的观察能力，体验学习乐趣。
渗透安全教育、德育教育、环保等教育。
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干扰因素举例
活动：分析下图中的干扰因素
应保持的速度
给定量
自行车
行使的速度
被控量风 逆风、顺风、源自水……干扰因素可能一个，也可能若干个。
克服干扰
控制系统在工作过程中必 须克服干扰，使被控量稳定。
例如：空调器的温度控制系统 是闭环控制系统，它能克服室外温 度变化这一干扰，当室外温度升高 时，空调器监测出干扰引起的室内 温度变化，通过启动压缩机降温来 克服这一干扰，使室温保持稳定。
克服干扰的基本方法：
A、消除干扰 如：在飞机上不能使用通信工具 B、减弱干扰 如：电器在使用时远离其它电子设备 C、提高控制系统性能 如：采用闭环控制系统
马上行动
外面热气
进入冰箱将会引
起箱电内冰温箱度的温变度化控，制系统严， 格说 下列情况属是于否属干于扰影因响素其。温这度控也制会的引干起扰因环素境
通用技术必修2第四章 控制与设计
第四节 控制系统的干扰
大方县第三中学欢迎你
活动1： 请同学们阅读教材上两个案例，
分析每个系统中的控制过程
什么是干扰因素
干扰因素
各种电器设备对电视机的干扰.
干扰因素的概念
在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引 起被控量变化的各种因素称为干扰因素。
有的干扰因素是由于环境造成的，如影响自行车 行驶速度的变化的自然风等；
闭环控制系统与开环控制系统的比较
系统
开环控制系统
闭环控制系统
能否自动调 节补偿
否
控制精度
低
是 高
结构
简单
复杂
适用场合 精度要求低、稳定 精度要求高、高可靠性
小 结：
1、干扰的概念 2、克服干扰的基本方法 3、反馈
练一练：
某花农正在筹建一个小型花房，花房的温度冬季 一般控制在18℃左右，夏季一般控制在25℃左右。请 画出花房的温度控制系统的方框图，简要说明它的工 作过程。
滑轮组的摩擦力等
蔬菜大棚的温度控制
外部环境温度变化，大棚保 温材料的保温性能改变等
干扰因素是否一无是处？
干扰因素有时要克服，有时还可利用。 在军事中，可利用一定频率的电磁
波对对方的信息指挥系统进行干扰。
手机来电闪，根据电磁波干扰原理
反馈
闭环控制系统 给定量 + 比较器
控制器
控制量
执行器
被控对象
被控量
靶心的位置
眼睛
输出量
花房的温度 子弹射击位置
闭环控制系统的工作过程
闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控量（输出量） 的偏差。所以一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被 控量控制在给定值附近。
给定值 比较器干扰
控制 器
干扰
执行 器
反馈环节
干扰
被控 对象
干扰 被控量
供水水箱的水位自动控制系统
预设 水位
比较器
给定量 ＋
控制器
－
温度调 控系统
检测装置 （反馈）
干扰
花房 花房内温度
谢谢！
比较器
控制器
进水量
水位
阀门
水箱
浮球
加热炉的温自动控制系统
设定温度 比较器
控制器
热量
加热器 加热炉
热电偶
闭环控制系统与开环控制系统的比较
闭环控制：反馈控制， 偏差控制，可以抑
制内、外扰动对被量产生的影响。精度高、 结构复杂，设计、分析麻烦。
开环控制：顺向作用，没有反向的联系，
没有修正偏差能力，抗扰动性较差。结构简 单、调整方便、成本低。在精度要求不高或 扰动影响较小的情况下，这种控制方式还有 一定的实用价值。
-
检测装置
在自动控制系统中，将输出量通过适当的检测 装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程， 就是反馈（feedback）。
反馈方法：
利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的 行为，使系统沿着预期的目标运行的方法，称为反馈方法。
马上行动:
事例
花房恒温自 动控制
射击
输入量
检测装置
设定的温度 温度检 测装置
温度的变化，但这
开电冰箱门
种变化一般有是利于
电冰箱所在房间的温度从20度冰变到箱3实2度现目标是，不
把热菜热饭放入电冰箱中
属于干扰因素。
是
在电冰箱外放一盆冷水
否
下表所列控制系统中，可能存在哪些干扰因素？
控制系统
自动扶梯的升降控制系统
干扰因素
电机输出电压的波动等、齿轮间 的摩擦力等
利用滑轮组提升重物的控制装置