1、干扰因素教学内容分析

《闭环控制中的干扰因素》教学设计

姓名：罗丽平

工作单位：龙川县田家炳中学

2018年6月30日

《闭环控制中的干扰因素》教学设计

龙川县田家炳中学

【课标要求】

1、了解控制中存在干扰；

2、学生能理解干扰的概念，归纳克服干扰的基本方法；

3、运用基本方法提出克服控制中的干扰的方法。

4、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。

【教学设计思想】

按照课标的设计思想，立足实践，以学生的亲手操作、亲历情境、亲身体验为基础，强调学生的全员参与和全程参与；引导学生融入技术世界，发展学生的实践能力，教学中注意从学生现实生活所接触的技术内容开展教学，采取情境案例教学法和探讨式教学方法，突出学生在技术课程学习中的自主体验和师生在课程教学中互动，提高学生对通用技术的探索兴趣。在本课中第一部分内容由三个现实生活中由于干扰因素对控制系统的影响从而引发的事件，在得到学生的关注后，引出了干扰因素的概念和在开环和闭环控制系统中干扰的存在，并提问学生们在上课中受到了哪些干扰和教师里电风扇吹风对课堂活动中投掷乒乓球造成的干扰，在教学活动我列举了很多现实生活中干扰的例子加深学生的印象，从身边的例子让学生掌握怎么消除干扰，减弱干扰和提高控制性能。并通过电冰箱的例子让学生学会找干扰因素。另外还通过体育竞技比赛，高考场上信号屏蔽器等日常生活中的例子让学生知道干扰因素有时候也是可以利用的。

【教材分析】

苏教版闭环控制系统中的干扰和反馈放在平行位置，这节课重点讲干扰因素，并通过列举大量的实例加深学生的印象，为下一节课的反馈做基础，因为干扰的存在，为了提高控制系统的稳定性，继而升级为闭环控制系统，添加反馈装置。学生也更容易去理解闭环控制系统各个组成部分。

教学重点：1、了解实际控制系统中会存在干扰影响控制；

2、让学生能够分析简单控制系统中的干扰，分析克服干扰的具体方法，并结合开环和闭环控制进行对比；

教学难点：1、分析克服干扰的具体方法；

2、综合理解开环与闭环的干扰影响，理解生活中有些干扰因素也是可以利用的

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【学生分析】

在学习了控制的相关概念后，学生对控制系统的知识有了一定的了解，也具备了一定的分析能力，但是由于对于控制理论还不具备专业知识，学生的理解能力有限，所以我在课堂上大部分都举例日常生活中比较常见，通俗易懂的，这样在教师的引导下可以对简单的控制系统进行分析，但是在高考的学习压力下，相当一部分的学生可能会只愿意停留在教师给定的实例上，很难进行更深一部的专业知识的扩展。

【教学目标】

知识与技能

1、了解控制中存在干扰；

2、学生能理解干扰的概念，归纳克服干扰的基本方法；

3、运用基本方法提出克服控制中的干扰的具体方案，综合所学的有关控制的知识，比较不同控制系统克服干扰的方法

过程与方法

1、引导学生体验简单控制系统中的干扰； 2、激发出学生对于克服控制中的干扰的创新思维；

3、促使学生积极参与讨论和分析。

情感、态度、价值观

1、

通过对干扰课堂活动的体验和观察，获得对干扰的感性认识；

2、

学生能在体验干扰的基础上，能进一步讨论控制中的干扰并在交流的过程中形成探究欲望；

3、

通过干扰因素，形成正确的对系统中干扰的认识，并建立稳定的控制系统认识态度，并延伸到学生自己控制管理好自己，更好地实现我们的学习目标、生活目标。

【教学器材】 羽毛球、一次性杯子、乒乓球等

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【教学过程】

步骤

一、回顾

导入

二、新课

教师活动

【课件演示】简单回顾控制的分类和组成：

1、控制系统的分类是什么？

2、控制系统有哪几部分组成？

【引入】

在送乘飞机出行时，为什么不能说祝你一路顺风?（活跃课堂气氛，激发学生的求知欲。）

每天上学骑自行车的感受？乘车的感受等？

学生活动

复习上节课的内容

体验干扰对控制造成的影响

设计意图

引导学生回忆控制的知识

引出生活中的干扰因素

一、干扰的概念

【干扰涵义】：

干扰就是对控制系统的行为造成影响的有害的信号及扰动，即除给定量外，引起被控量量值变化的各种因素。

要点：系统行为、被控量量值变化；引起变化的各种因素。

二、干扰对控制功能的影响

干扰

被控被控量

给定值

控制器

执行器

对象

干扰

给定值

被控被控量

控制器

执行器

对象

反馈

【课件演示】 1、现实生活中的干扰的例子

A、外界光线对投影效果的干扰

（对周围的控制系统的分析，就近对课室投影的干扰分析，学生更有体验）

B、风对行人行走带来的干扰

（PPT展示实景图片，学生曾经被大风干扰的经历感同身受）

C、病毒对计算机系统的干扰（PPT展示图片）

（计算机病毒大家都比较熟悉，现在是网络世界，学3

观察身边的控制，思考干扰的实际体现

分析两种控制中的干扰的影响

讲解干扰因素的基本概念

引导学生作积极的发散思维，部分学生的知识面可以对其他学生的知识提升起到拓展的作用

生比较感兴趣）

2、思考与分析

（1）在出现干扰的情况下，开环控制系统和闭环控制系统哪种受干扰的影响小？为什么？

闭环控制系统受影响较小，因为闭环控制系统能不断修正控制效果。

（2）举出一些由于干扰而使控制系统受到影响的例子。

雨天交通 手机信号干扰飞机导航信号

（3）飞机飞行。

结论：在控制系统中，干扰因素一定有，可能有一个，也可能有若干个。

【课件演示】

三、克服干扰的基本方法

列举的干扰的例子，进一步思考克服干扰的方法）

克服的基本方法

1、消除干扰

2、减弱干扰

3、提高控制系统性能

【马上行动】在电冰箱的温度控制系统中，下列情况是否属于影响其温度控制的干扰因素？

（1）开电冰箱门。

外面热气进入冰箱将会引起箱内温度变化，属于干扰因素。

（2）电冰箱所在房间的温度从20℃变到32℃

属于干扰因素。

（3）把热菜或热饭放入电冰箱中。

属于干扰因素。

（4）在冰箱外放一盆冷水。

严格说这也会引起环境温度的变化，但这种变化一般有利于冰箱实现目标，不属于干扰因素。

【扩展讨论】通过分析，增加对电冰箱的了解，进而了解生活。

【课堂活动】小组合作

把桌面上的乒乓球投放进地面上的纸杯中。

只限借助身边现有的资源（比如纸张、笔、课本、课桌等）。

活动规则：不允许用手或身体某部分直接把球投放到纸杯中，且球反弹出杯子不算。

根据例子学生寻求克服干扰的具体实用方法

提问：生活中还有哪些例子说明“闭环控制系统的干扰是存在的，是不可避免的”？

在马上行动中，让学生学会去判断哪些是干扰因素

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三、巩固

提高

【课件演示】综合分析：

闭环控制系统比开环控制系统具有更好的抗干扰能力，那么是否都应该用闭环控制代替开环控制？

是否采用闭环控制主要看对控制系统的要求（如成本、控制要求）

如空调和风扇的使用选择

结合两种控制综合考虑，受环境和成本的等方面的影响也会选择用开环控制系统

1、干扰的概念

四、小结

2、干扰因素分析

3、开闭环的抗干扰

4、干扰的利用

【教学反思】

控制系统这一章节内容跟自己以前我大学的专业有相近之处，所以个人还感觉对开环和闭环控制系统的知识比较感兴趣，刚开始还想讲难一点的专业知识，后来考虑到高中生的学生特点，加上其它学科的压力，学生没有更多的时间用在通用技术上，所以我在这一节课中都尽量讲一些通俗易懂，日常生活中学生能体验到的干扰的例子，学生对熟悉的例子也比较感兴趣，这样课堂气氛比较好，学生会寻求很多有实用的克服干扰因素的方法，同时也延伸到学生在学习中如何排除干扰，提高学习效率和达到目标，都让学生自由发言。学生也会把本节课所学到的干扰因素的内容应用日常的学习中，对学生来说也是受益匪浅。现在高中生学习任务非常繁重，学***，让学生可以找到适合的方式排除干扰或者减弱干扰意义重大。

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