《高中通用技術(shù) 第四單元 控制與設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施（共3課時(shí)）課件 蘇教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中通用技術(shù) 第四單元 控制與設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施（共3課時(shí)）課件 蘇教版必修2（58頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路二、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例二、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例第第1 1課時(shí)課時(shí) 引入：引入： 要設(shè)計(jì)一種自動(dòng)開關(guān)的節(jié)能燈控制系統(tǒng)，要設(shè)計(jì)一種自動(dòng)開關(guān)的節(jié)能燈控制系統(tǒng)，如何展開我們的設(shè)計(jì)思路？需要從哪些方面著如何展開我們的設(shè)計(jì)思路？需要從哪些方面著手考慮問題呢？手考慮問題呢？ 被控對象是什么？被控對象是什么？ 控制的目的是什么？控制的目的是什么？ 這種燈用在什么地方？環(huán)境怎樣？這種燈用在什么地方？環(huán)境怎樣？ 這樣的燈應(yīng)如何工作？被控量和控制量分別是什這樣的燈應(yīng)如何工作？被控量和控制量分別是什么？么？ 有什么其他因素會(huì)干擾燈的正常工作？有什么其他因素

2、會(huì)干擾燈的正常工作？依據(jù)你的判斷，能提出一種設(shè)計(jì)方案嗎？依據(jù)你的判斷，能提出一種設(shè)計(jì)方案嗎？1.1.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)明確控制的目的明確控制的目的確定被控量、控制量確定被控量、控制量分析被控對象分析被控對象的主要特性的主要特性控制系統(tǒng)的調(diào)試控制系統(tǒng)的調(diào)試 運(yùn)行和評價(jià)運(yùn)行和評價(jià)分析主要的干擾因素分析主要的干擾因素控制系統(tǒng)方案的選擇控制系統(tǒng)方案的選擇系統(tǒng)的成本分析系統(tǒng)的成本分析實(shí)施控制系統(tǒng)所需實(shí)施控制系統(tǒng)所需的設(shè)備、元件等的設(shè)備、元件等案例：電吹風(fēng)風(fēng)速控制案例：電吹風(fēng)風(fēng)速控制 （1）被控對象是什么？）被控對象是什么？（2）控制目的是什么？）控制

3、目的是什么？（3）被控量是什么？控制量是什么？）被控量是什么？控制量是什么？（4）需要哪些零部件組成控制系統(tǒng)？）需要哪些零部件組成控制系統(tǒng)？（5）有哪些干擾因素會(huì)影響到控制系統(tǒng)的工作？）有哪些干擾因素會(huì)影響到控制系統(tǒng)的工作？影響的程度有多大？影響的程度有多大？（6）你認(rèn)為）你認(rèn)為,控制系統(tǒng)各部件的設(shè)計(jì)還與什么有控制系統(tǒng)各部件的設(shè)計(jì)還與什么有關(guān)關(guān)? 開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 明確設(shè)計(jì)要求。明確設(shè)計(jì)要求。 明確被控對象、被控量和控制量。明確被控對象、被控量和控制量。 考慮控制系統(tǒng)的方案。考慮控制系統(tǒng)的方案。 設(shè)計(jì)要求：電吹風(fēng)能根據(jù)不同的擋位（如冷風(fēng)設(shè)計(jì)要求：電吹風(fēng)能根據(jù)不同的擋位（如冷

4、風(fēng)擋、熱風(fēng)擋）輸出不同種類的風(fēng)。擋、熱風(fēng)擋）輸出不同種類的風(fēng)。 設(shè)計(jì)分析：電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的被控對象是電吹設(shè)計(jì)分析：電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的被控對象是電吹風(fēng)裝置，被控量是風(fēng)的速度和溫度，控制量是風(fēng)裝置，被控量是風(fēng)的速度和溫度，控制量是電機(jī)電壓，干擾因素是房間溫度、電源電壓的電機(jī)電壓，干擾因素是房間溫度、電源電壓的波動(dòng)等。波動(dòng)等。電吹風(fēng)分控制工作過程：電吹風(fēng)是要將其內(nèi)部電吹風(fēng)分控制工作過程：電吹風(fēng)是要將其內(nèi)部電熱絲的熱量通過一個(gè)小電風(fēng)扇擴(kuò)散出去。電熱絲的熱量通過一個(gè)小電風(fēng)扇擴(kuò)散出去。方案構(gòu)思：方案構(gòu)思： 選擇開環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電吹風(fēng)的控制要求。選擇開環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電吹風(fēng)的控制要求。 設(shè)定風(fēng)的擋位就設(shè)定了電機(jī)

5、的電壓和電熱絲的阻設(shè)定風(fēng)的擋位就設(shè)定了電機(jī)的電壓和電熱絲的阻值，接通電源后，電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)值，接通電源后，電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的風(fēng)通過電吹風(fēng)的電熱絲，輸出的就是與設(shè)定生的風(fēng)通過電吹風(fēng)的電熱絲，輸出的就是與設(shè)定的風(fēng)種相對應(yīng)的風(fēng)。電機(jī)、風(fēng)扇、電熱絲設(shè)定電的風(fēng)種相對應(yīng)的風(fēng)。電機(jī)、風(fēng)扇、電熱絲設(shè)定電吹風(fēng)的擋位（輸入）風(fēng)的速度和溫度（輸出）。吹風(fēng)的擋位（輸入）風(fēng)的速度和溫度（輸出）。電機(jī)、風(fēng)扇、電電機(jī)、風(fēng)扇、電熱絲熱絲設(shè)定電吹風(fēng)的擋位設(shè)定電吹風(fēng)的擋位（輸入）風(fēng)的速度和溫度風(fēng)的速度和溫度（輸出）試驗(yàn)過程：試驗(yàn)過程： 1.畫出電吹風(fēng)的電路設(shè)計(jì)圖；畫出電吹風(fēng)的電路設(shè)計(jì)圖；2.選擇擋位打開開

6、關(guān)演示電吹風(fēng)的工作過程；選擇擋位打開開關(guān)演示電吹風(fēng)的工作過程；3.知識延伸：如果設(shè)定了熱風(fēng)擋之后又需要分強(qiáng)知識延伸：如果設(shè)定了熱風(fēng)擋之后又需要分強(qiáng)風(fēng)擋和弱風(fēng)擋如何進(jìn)行設(shè)計(jì)。風(fēng)擋和弱風(fēng)擋如何進(jìn)行設(shè)計(jì)。案例：抽水馬桶案例：抽水馬桶 觀察模型的演示，閱讀教材，陳述其工作過程。觀察模型的演示，閱讀教材，陳述其工作過程。提出下列問題：提出下列問題：（1）被控對象是什么？）被控對象是什么？（2）控制目的是什么？）控制目的是什么？（3）被控量是什么？控制量是什么？）被控量是什么？控制量是什么？（4）為什么采用閉環(huán)控制方式？）為什么采用閉環(huán)控制方式？（5）被控量與控制量之間是如何實(shí)現(xiàn)反饋的？）被控量與控制量之

7、間是如何實(shí)現(xiàn)反饋的？（6）如果要節(jié)約用水，減少水箱每次沖水量，）如果要節(jié)約用水，減少水箱每次沖水量，你能設(shè)計(jì)哪幾種方案？你能設(shè)計(jì)哪幾種方案？ 閉環(huán)控制系統(tǒng)：閉環(huán)控制系統(tǒng)： 一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是穩(wěn)定的。穩(wěn)定的。 控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)的輸出量與給定量之差應(yīng)控制在允許的范圍之的輸出量與給定量之差應(yīng)控制在允許的范圍之內(nèi)。內(nèi)。 閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。案例分析：抽水馬桶水箱的自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)案例分析：抽水馬桶水箱的自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)項(xiàng)目：抽水

8、馬桶水箱的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目：抽水馬桶水箱的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：1.當(dāng)水箱中的水位低與某一指定的高度時(shí)，進(jìn)水當(dāng)水箱中的水位低與某一指定的高度時(shí)，進(jìn)水口立即進(jìn)水。口立即進(jìn)水。2.當(dāng)水箱中的水位高與某一指定的高度時(shí)，進(jìn)水當(dāng)水箱中的水位高與某一指定的高度時(shí)，進(jìn)水口立即停止進(jìn)水?？诹⒓赐Ｖ惯M(jìn)水。3.控制系統(tǒng)對控制精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性均沒有特控制系統(tǒng)對控制精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性均沒有特別的要求。別的要求。設(shè)計(jì)分析：設(shè)計(jì)分析： 1.從設(shè)計(jì)要求來看，這是一種自動(dòng)控制，因此選擇閉環(huán)控從設(shè)計(jì)要求來看，這是一種自動(dòng)控制，因此選擇閉環(huán)控制系統(tǒng)。制系統(tǒng)。2.被控對象是抽水馬桶的水箱，被控量是抽水馬桶水箱水被控

9、對象是抽水馬桶的水箱，被控量是抽水馬桶水箱水位的高度，控制量是進(jìn)水管的水流量（即進(jìn)水量），水箱位的高度，控制量是進(jìn)水管的水流量（即進(jìn)水量），水箱水位的高度與進(jìn)水量之間呈曲線關(guān)系。水位的高度與進(jìn)水量之間呈曲線關(guān)系。3.主要干擾因素水水箱的流水量。采用浮球作為水位高度主要干擾因素水水箱的流水量。采用浮球作為水位高度的檢測裝置。當(dāng)水箱中的水位低與某一指定的高度時(shí)，出的檢測裝置。當(dāng)水箱中的水位低與某一指定的高度時(shí)，出現(xiàn)了水位差（給定的水位高度與實(shí)際高度之差），這個(gè)信現(xiàn)了水位差（給定的水位高度與實(shí)際高度之差），這個(gè)信號通過浮球、連桿機(jī)構(gòu)傳給進(jìn)水閥，使進(jìn)水閥打開，從而號通過浮球、連桿機(jī)構(gòu)傳給進(jìn)水閥，使進(jìn)水

10、閥打開，從而水箱進(jìn)水；當(dāng)水箱中的水位高與某一指定的高度時(shí)，水位水箱進(jìn)水；當(dāng)水箱中的水位高與某一指定的高度時(shí)，水位差為零，進(jìn)水閥關(guān)閉。差為零，進(jìn)水閥關(guān)閉。水箱水位的控制過程：水箱水位的控制過程： 撥動(dòng)沖水旋扭，使出水閥打開，水箱沖撥動(dòng)沖水旋扭，使出水閥打開，水箱沖水。與此同時(shí)，進(jìn)水閥打開，水箱進(jìn)水，直水。與此同時(shí)，進(jìn)水閥打開，水箱進(jìn)水，直到指定水位時(shí)，進(jìn)水閥關(guān)閉。到指定水位時(shí)，進(jìn)水閥關(guān)閉。給定水位給定水位杠桿比較杠桿比較進(jìn)水閥門進(jìn)水閥門水箱水箱水位水位浮球浮球+- 控制過程控制過程方框圖方框圖： 小結(jié)：小結(jié)： 一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路一、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路 系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)？系統(tǒng)要達(dá)到的目

11、標(biāo)？ 控制的對象？控制的對象？ 被控對象的特性？被控對象的特性？ 被控量和控制量？被控量和控制量？ 外界的主要干擾因素？外界的主要干擾因素？ 怎樣的方案既達(dá)到目的、又經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)？怎樣的方案既達(dá)到目的、又經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)？ 設(shè)備和元件？設(shè)備和元件？ 1.選擇開環(huán)還是閉環(huán)要根據(jù)控制系統(tǒng)的精度要求選擇開環(huán)還是閉環(huán)要根據(jù)控制系統(tǒng)的精度要求和條件的可行性而定和條件的可行性而定 2.找出控制系統(tǒng)的干擾因素，并分清主次，找出找出控制系統(tǒng)的干擾因素，并分清主次，找出最大的干擾因素最大的干擾因素 3.要確定控制量和被控量要確定控制量和被控量 4.執(zhí)行器和檢測裝置的選擇執(zhí)行器和檢測裝置的選擇: 一是要根據(jù)控制量

12、和一是要根據(jù)控制量和被控量的需求，二是根據(jù)控制條件被控量的需求，二是根據(jù)控制條件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需滿足的基本條件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需滿足的基本條件: 能達(dá)到控制的目的能達(dá)到控制的目的 采用易于實(shí)現(xiàn)的方式采用易于實(shí)現(xiàn)的方式 降低控制成本降低控制成本 減少對環(huán)境的負(fù)面影響減少對環(huán)境的負(fù)面影響教學(xué)資料：教學(xué)資料： 1.控制的函義 人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展。2.控制的分類（1）從控制過程中人工干預(yù)的情形來分：人工控制、自動(dòng)控制；（2）按照執(zhí)行部件的不同來分：機(jī)械控制、氣動(dòng)控制、液壓控制、電子控制等。3.控制系統(tǒng)（1）控制系統(tǒng)的函義：任何一個(gè)控制的實(shí)現(xiàn)，都要通過若干個(gè)環(huán)節(jié)，

13、這些環(huán)節(jié)就構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)。 （2）控制系統(tǒng)的分類：由于控制的方式不同，自動(dòng)控制又有：開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)之分。4.開環(huán)控制系統(tǒng) （1）開環(huán)控制系統(tǒng)函義：控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。（2）控制系統(tǒng)方框圖：在控制系統(tǒng)中，為了分析的方便，常采用方框來表示系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，用單向信號線表示系統(tǒng)信號傳遞的方向，它表示了系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的位置、功能和相互之間的關(guān)系。（3）開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖：控制器執(zhí)行器被控控制器執(zhí)行器被控對象控制量輸入量輸出量。對象控制量輸入量輸出量。控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器被控對象被控對象控制量控制量輸入量輸入量輸出量輸出量5.閉環(huán)

14、控制系統(tǒng) （1）閉環(huán)控制系統(tǒng)函義：我們把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。（2）閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖：控制器、執(zhí)行器、被控對象、控制器、執(zhí)行器、被控對象、控制量、輸入量、輸出量、檢測裝置、。控制量、輸入量、輸出量、檢測裝置、?？刂破骺刂破鲌?zhí)行器執(zhí)行器被控對象被控對象控制量控制量輸入量輸入量輸出量輸出量檢測裝置檢測裝置6.干擾因素 在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。7.反饋的涵義 控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回輸入端與輸入量進(jìn)行比較的過程。8、開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較、開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比

15、較 開環(huán)控制系統(tǒng)：控制精度相對比較低，結(jié)構(gòu)簡單，適用與控制精度要求不高而系統(tǒng)本身元件又比較穩(wěn)定的場合。 閉環(huán)控制系統(tǒng)：控制精度高，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高，適用與要求高精度和高可靠性的場合。9.不同閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求不同閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求 一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是穩(wěn)定的。 控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)的輸出量與給定量之差應(yīng)控制在允許的范圍之內(nèi)。 閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。第第2 2課時(shí)課時(shí)自動(dòng)升旗簡易控制裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)施自動(dòng)升旗簡易控制裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)施 1.明確設(shè)計(jì)的要求，明確控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要達(dá)到明確設(shè)計(jì)的要求，明確控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要達(dá)

16、到的目標(biāo)。的目標(biāo)。 2.提出多個(gè)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行分析、權(quán)衡、比較，提出多個(gè)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行分析、權(quán)衡、比較，確定一個(gè)相對較好方案。確定一個(gè)相對較好方案。 3.動(dòng)手安裝、調(diào)試升旗控制系統(tǒng)。動(dòng)手安裝、調(diào)試升旗控制系統(tǒng)。 4.撰寫試驗(yàn)報(bào)告、自我評價(jià)和小結(jié)。撰寫試驗(yàn)報(bào)告、自我評價(jià)和小結(jié)。設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求： 1.在國歌播放的時(shí)間內(nèi)，控制國旗勻速上升到旗桿的頂端；在國歌播放的時(shí)間內(nèi)，控制國旗勻速上升到旗桿的頂端；2.選擇恰當(dāng)?shù)目刂品桨笇?shí)現(xiàn)控制；選擇恰當(dāng)?shù)目刂品桨笇?shí)現(xiàn)控制；3.選用成本低、易于獲取的元件、設(shè)備和材料制作模型。選用成本低、易于獲取的元件、設(shè)備和材料制作模型。設(shè)計(jì)分析：設(shè)計(jì)分析： 1.采用開環(huán)控制

17、系統(tǒng)，被控對象是國旗，被控采用開環(huán)控制系統(tǒng)，被控對象是國旗，被控量是上升的速度，控制量是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)與停量是上升的速度，控制量是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止（或速度）。止（或速度）。2.這一開環(huán)控制系統(tǒng)由計(jì)時(shí)裝置和控制升旗的這一開環(huán)控制系統(tǒng)由計(jì)時(shí)裝置和控制升旗的裝置共同組成。裝置共同組成。3.計(jì)時(shí)裝置和控制升旗裝置的實(shí)現(xiàn)可以有多種計(jì)時(shí)裝置和控制升旗裝置的實(shí)現(xiàn)可以有多種方案，例如，采用機(jī)械定時(shí)器和電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，方案，例如，采用機(jī)械定時(shí)器和電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，采用成品電子定時(shí)器和電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，采用自制采用成品電子定時(shí)器和電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，采用自制電子定時(shí)器和帶可調(diào)速電路的電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，采電子定時(shí)器和帶可調(diào)速電路的電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，采

18、用音頻信號、觸發(fā)電路和電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)。用音頻信號、觸發(fā)電路和電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)。4.采用任何一種方案實(shí)現(xiàn)，都要經(jīng)過若干次調(diào)采用任何一種方案實(shí)現(xiàn)，都要經(jīng)過若干次調(diào)試，直到符合設(shè)計(jì)要求為止。試，直到符合設(shè)計(jì)要求為止。定時(shí)裝置定時(shí)裝置電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)滑 輪 、 國滑 輪 、 國旗旗定時(shí)時(shí)間定時(shí)時(shí)間升旗速度升旗速度設(shè)計(jì)準(zhǔn)備：設(shè)計(jì)準(zhǔn)備： 機(jī)械定時(shí)器（或電子定時(shí)器、自制電子定時(shí)器、機(jī)械定時(shí)器（或電子定時(shí)器、自制電子定時(shí)器、CD唱唱機(jī)），旗桿，滑輪，卷筒，變速齒輪箱，電動(dòng)機(jī)調(diào)速器，機(jī)），旗桿，滑輪，卷筒，變速齒輪箱，電動(dòng)機(jī)調(diào)速器，直流電源。直流電源。設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案A：1.采用機(jī)械定時(shí)器、直流電動(dòng)機(jī)、直流電源、滑輪采用機(jī)械

19、定時(shí)器、直流電動(dòng)機(jī)、直流電源、滑輪等元件實(shí)現(xiàn)。其中機(jī)械定時(shí)器相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的開等元件實(shí)現(xiàn)。其中機(jī)械定時(shí)器相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的開關(guān)。關(guān)。2.測得國歌播放時(shí)間和旗桿長度，確定定時(shí)器的定測得國歌播放時(shí)間和旗桿長度，確定定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間并預(yù)估電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)時(shí)間、旗桿長時(shí)時(shí)間并預(yù)估電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)時(shí)間、旗桿長度和電動(dòng)的轉(zhuǎn)速，選擇滑輪的直徑。度和電動(dòng)的轉(zhuǎn)速，選擇滑輪的直徑。3.將機(jī)械定時(shí)器、直流電源和電動(dòng)機(jī)串聯(lián)在一個(gè)回將機(jī)械定時(shí)器、直流電源和電動(dòng)機(jī)串聯(lián)在一個(gè)回路中。路中。4.初始狀態(tài)使國旗在旗桿底端。在國歌播放的同初始狀態(tài)使國旗在旗桿底端。在國歌播放的同時(shí)啟動(dòng)機(jī)械定時(shí)器，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)滑時(shí)啟動(dòng)機(jī)械定時(shí)

20、器，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)滑輪運(yùn)動(dòng)，使國旗上升。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)停止時(shí)，輪運(yùn)動(dòng)，使國旗上升。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)停止時(shí)，斷開電源使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)國旗應(yīng)該正斷開電源使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)國旗應(yīng)該正好升至桿頂。如果升旗速度與國歌的播放時(shí)間好升至桿頂。如果升旗速度與國歌的播放時(shí)間之間存在誤差，則需要重新調(diào)整滑輪的直徑，之間存在誤差，則需要重新調(diào)整滑輪的直徑，直到符合要求。直到符合要求。設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案A：5.為使系統(tǒng)在非正常狀態(tài)下保證旗幟的升降，還需為使系統(tǒng)在非正常狀態(tài)下保證旗幟的升降，還需要在電路中并聯(lián)一個(gè)手動(dòng)開關(guān)，當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)要在電路中并聯(lián)一個(gè)手動(dòng)開關(guān)，當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，使用手動(dòng)開關(guān)直接控制電動(dòng)機(jī)

21、的轉(zhuǎn)動(dòng)與故障時(shí)，使用手動(dòng)開關(guān)直接控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止。停止。機(jī)械定時(shí)器靠手動(dòng)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)定時(shí)，定時(shí)的精確度機(jī)械定時(shí)器靠手動(dòng)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)定時(shí)，定時(shí)的精確度略低，但只要細(xì)心操作可以滿足要求的。略低，但只要細(xì)心操作可以滿足要求的。設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案A：方案方案B： 采用成品的電子定時(shí)器、直流電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)采用成品的電子定時(shí)器、直流電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、直流電源、滑輪等元件實(shí)現(xiàn)。機(jī)、直流電源、滑輪等元件實(shí)現(xiàn)。 用電子定時(shí)器代替機(jī)械定時(shí)器，其他步驟參照方用電子定時(shí)器代替機(jī)械定時(shí)器，其他步驟參照方案案A。電子定時(shí)器比機(jī)械定時(shí)器的定時(shí)精確度高，所以電子定時(shí)器比機(jī)械定時(shí)器的定時(shí)精確度高，所以對操作者的要求相對低一些。

22、對操作者的要求相對低一些。方案方案C：1.采用成品的電子定時(shí)器、帶有可調(diào)速電路的電動(dòng)機(jī)、直流采用成品的電子定時(shí)器、帶有可調(diào)速電路的電動(dòng)機(jī)、直流電源、滑輪等元件實(shí)現(xiàn)。電源、滑輪等元件實(shí)現(xiàn)。2.測得國歌播放時(shí)間和旗桿長度，確定定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間并測得國歌播放時(shí)間和旗桿長度，確定定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間并預(yù)估電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)時(shí)間、旗桿長度和電動(dòng)的轉(zhuǎn)速，預(yù)估電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)時(shí)間、旗桿長度和電動(dòng)的轉(zhuǎn)速，選擇滑輪的直徑。選擇滑輪的直徑。3.將自制的電子定時(shí)器、直流電源和電動(dòng)機(jī)串聯(lián)在一個(gè)回路將自制的電子定時(shí)器、直流電源和電動(dòng)機(jī)串聯(lián)在一個(gè)回路中。其中，自制的電子定時(shí)器可根據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的元中。其中，自制的電子定時(shí)

23、器可根據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的元件、設(shè)備和已知電路進(jìn)行制作，如可用件、設(shè)備和已知電路進(jìn)行制作，如可用555時(shí)基電路制作定時(shí)基電路制作定時(shí)器，通過定時(shí)器控制的繼電器來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)與停時(shí)器，通過定時(shí)器控制的繼電器來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止；采用止；采用TWH8752開關(guān)電路制作電動(dòng)機(jī)的可調(diào)速電路。開關(guān)電路制作電動(dòng)機(jī)的可調(diào)速電路。方案方案C：4.在調(diào)速電路中并聯(lián)一個(gè)手動(dòng)按鈕在調(diào)速電路中并聯(lián)一個(gè)手動(dòng)按鈕SW2，用于在出，用于在出現(xiàn)故障時(shí)能升降旗幟。現(xiàn)故障時(shí)能升降旗幟。5.初始狀態(tài)使國旗在旗桿底端。在國歌播放的同時(shí)初始狀態(tài)使國旗在旗桿底端。在國歌播放的同時(shí)啟動(dòng)自制的電子定時(shí)器，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)啟動(dòng)自制的

24、電子定時(shí)器，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)滑輪運(yùn)動(dòng)，使國旗上升。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)停止時(shí)，滑輪運(yùn)動(dòng)，使國旗上升。當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)停止時(shí)，斷開電源使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)國旗應(yīng)該正好斷開電源使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)國旗應(yīng)該正好升至桿頂。如果升旗速度與國歌的播放時(shí)間之間升至桿頂。如果升旗速度與國歌的播放時(shí)間之間存在誤差，則需要重新調(diào)整滑輪的直徑，直到符存在誤差，則需要重新調(diào)整滑輪的直徑，直到符合要求。（自動(dòng)升旗簡易控制裝置電路圖）合要求。（自動(dòng)升旗簡易控制裝置電路圖）方案方案D：1.采用采用CD 唱機(jī)（含有觸發(fā)電路）、電動(dòng)機(jī)、直流唱機(jī)（含有觸發(fā)電路）、電動(dòng)機(jī)、直流電源、滑輪等元件實(shí)現(xiàn)。電源、滑輪等元件實(shí)現(xiàn)。2.測得國歌播

25、放時(shí)間和旗桿長度，預(yù)估電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)測得國歌播放時(shí)間和旗桿長度，預(yù)估電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)時(shí)間、旗桿長度和電動(dòng)的轉(zhuǎn)速，選擇滑速。根據(jù)時(shí)間、旗桿長度和電動(dòng)的轉(zhuǎn)速，選擇滑輪的直徑。輪的直徑。3.從從CD唱機(jī)中引出音頻信號，將唱機(jī)中引出音頻信號，將CD唱機(jī)（含有觸唱機(jī)（含有觸發(fā)電路）、電動(dòng)機(jī)、直流電源串聯(lián)在電路中。發(fā)電路）、電動(dòng)機(jī)、直流電源串聯(lián)在電路中。方案方案D：4.初始狀態(tài)使國旗在旗桿底端。當(dāng)啟動(dòng)初始狀態(tài)使國旗在旗桿底端。當(dāng)啟動(dòng)CD唱機(jī)播放國歌時(shí)，唱機(jī)播放國歌時(shí)，音頻信號觸發(fā)電路帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使滑輪運(yùn)動(dòng)，國旗勻音頻信號觸發(fā)電路帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使滑輪運(yùn)動(dòng)，國旗勻速上升；當(dāng)國歌播放結(jié)束、沒有音頻信號時(shí)，電

26、動(dòng)機(jī)停止速上升；當(dāng)國歌播放結(jié)束、沒有音頻信號時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)國旗應(yīng)該正好升至桿頂。如果升旗速度與國歌轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)國旗應(yīng)該正好升至桿頂。如果升旗速度與國歌的播放時(shí)間之間存在誤差，則需要重新調(diào)整滑輪的直徑，的播放時(shí)間之間存在誤差，則需要重新調(diào)整滑輪的直徑，直到符合要求。直到符合要求。5.在啟停電動(dòng)機(jī)的電路中并聯(lián)一個(gè)手動(dòng)按鈕在啟停電動(dòng)機(jī)的電路中并聯(lián)一個(gè)手動(dòng)按鈕SW2，用于在出，用于在出現(xiàn)故障時(shí)能升降旗幟?，F(xiàn)故障時(shí)能升降旗幟。這一方案的特點(diǎn)是，不需要外加定時(shí)器，而用音頻信號直這一方案的特點(diǎn)是，不需要外加定時(shí)器，而用音頻信號直接控制電動(dòng)機(jī)，減少了時(shí)間上的誤差。接控制電動(dòng)機(jī)，減少了時(shí)間上的誤差。作業(yè)

27、：作業(yè)：1.以前學(xué)校的大門是對開的，現(xiàn)在很多學(xué)校的門都以前學(xué)校的大門是對開的，現(xiàn)在很多學(xué)校的門都改為電動(dòng)門，但是這種門操作過于呆板，大門在改為電動(dòng)門，但是這種門操作過于呆板，大門在關(guān)閉過程中有人通過時(shí)，容易夾傷行人，請同學(xué)關(guān)閉過程中有人通過時(shí)，容易夾傷行人，請同學(xué)們就我們所學(xué)習(xí)技術(shù)與設(shè)計(jì)的知識分析電動(dòng)門的們就我們所學(xué)習(xí)技術(shù)與設(shè)計(jì)的知識分析電動(dòng)門的設(shè)計(jì)，并能夠提出改進(jìn)方案。設(shè)計(jì)，并能夠提出改進(jìn)方案。作業(yè)：作業(yè)：2.有位科學(xué)家，為了促使迷上電視的女兒堅(jiān)持鍛煉，專門設(shè)計(jì)有位科學(xué)家，為了促使迷上電視的女兒堅(jiān)持鍛煉，專門設(shè)計(jì)了一輛有趣的了一輛有趣的“自行車自行車”女兒必須騎上自行車不停地踩腳蹬，女兒必須

28、騎上自行車不停地踩腳蹬，才能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)給電視機(jī)供電，想偷懶就看不到電視。請你才能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)給電視機(jī)供電，想偷懶就看不到電視。請你根據(jù)已學(xué)的技術(shù)與設(shè)計(jì)的知識，畫出根據(jù)已學(xué)的技術(shù)與設(shè)計(jì)的知識，畫出“自行車自行車發(fā)電發(fā)電電視電視機(jī)機(jī)”這一過程的方框土，分析在這套裝置的設(shè)計(jì)中，綜合了這一過程的方框土，分析在這套裝置的設(shè)計(jì)中，綜合了哪些技術(shù)和原理。哪些技術(shù)和原理。3.設(shè)計(jì)并制作水車控制裝置的模型。利用流動(dòng)的水沖擊水車，設(shè)計(jì)并制作水車控制裝置的模型。利用流動(dòng)的水沖擊水車，以控制不同的機(jī)械裝置而產(chǎn)生動(dòng)作。以控制不同的機(jī)械裝置而產(chǎn)生動(dòng)作。第第3 3課時(shí)課時(shí)自動(dòng)升旗簡易控制裝置的設(shè)計(jì)與自動(dòng)升旗簡易控制裝置的設(shè)計(jì)

29、與實(shí)施評價(jià)和總結(jié)。實(shí)施評價(jià)和總結(jié)。 1.方案實(shí)施：方案實(shí)施：自動(dòng)升旗簡易控制裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)施自動(dòng)升旗簡易控制裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)施 2.交流與評價(jià)：交流與評價(jià)： 撰寫試驗(yàn)報(bào)告，自我評價(jià)和小結(jié)；撰寫試驗(yàn)報(bào)告，自我評價(jià)和小結(jié)； 小組自評；小組自評； 展示成果，學(xué)生將本組的作品展示給全班同學(xué)，其他同展示成果，學(xué)生將本組的作品展示給全班同學(xué)，其他同學(xué)可以提出自己的改進(jìn)意見。學(xué)可以提出自己的改進(jìn)意見。 作業(yè)：作業(yè)： 1.在賓館的房間天花板上都有一個(gè)自動(dòng)滅火在賓館的房間天花板上都有一個(gè)自動(dòng)滅火裝置，當(dāng)室內(nèi)煙霧的濃度過高時(shí)，該裝置會(huì)裝置，當(dāng)室內(nèi)煙霧的濃度過高時(shí)，該裝置會(huì)自動(dòng)噴水，起到降溫滅火的作用，請你根據(jù)自動(dòng)噴

30、水，起到降溫滅火的作用，請你根據(jù)這一裝置，設(shè)計(jì)自動(dòng)滅火裝置的模型。這一裝置，設(shè)計(jì)自動(dòng)滅火裝置的模型。 2.請對太陽能熱水器進(jìn)行分析：請對太陽能熱水器進(jìn)行分析：（1）一般家用太陽能熱水器水溫控制是如何）一般家用太陽能熱水器水溫控制是如何實(shí)現(xiàn)的？實(shí)現(xiàn)的？（2）有的賓館使用多臺(tái)熱水器串聯(lián)來集中供）有的賓館使用多臺(tái)熱水器串聯(lián)來集中供水，當(dāng)水溫過低是，通過控制器啟動(dòng)輔助電加水，當(dāng)水溫過低是，通過控制器啟動(dòng)輔助電加熱開關(guān)，使水溫控制在一定范圍。請畫出這一熱開關(guān)，使水溫控制在一定范圍。請畫出這一控制系統(tǒng)的方框圖，并說明其工作過程。控制系統(tǒng)的方框圖，并說明其工作過程。 3.設(shè)計(jì)并制作可伸縮的晾衣控制裝置。利用手搖設(shè)計(jì)并制作可伸縮的晾衣控制裝置。利用手搖裝置或電動(dòng)裝置將晾衣繩連同衣物移到室外，下裝置或電動(dòng)裝置將晾衣繩連同衣物移到室外，下雨時(shí)將它整體收回到室內(nèi)。雨時(shí)將它整體收回到室內(nèi)。