资料摘要
控制与设计——杭州第十四中学时梦一、教学目标1、熟悉开环、闭环控制系统的基本组成，能画出简单的开环、闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器的作用。2、会分析大系统、小系统之间的关系，以及不同系统的控制目的不同，被控对象、被控量也就不同。3、能分析简单控制系统的干扰因素，熟悉闭环控制系统中反馈
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1、控制系统设计的一般思路ppt课件教学实录
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关键词：1、控制系统设计的一般思路ppt课件教学实录
正文
控制与设计
——杭州第十四中学
时梦
一、教学目标
1、熟悉开环、闭环控制系统的基本组成，能画出简单的开环、闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器的作用。
2、会分析大系统、小系统之间的关系，以及不同系统的控制目的不同，被控对象、被控量也就不同。
3、能分析简单控制系统的干扰因素，熟悉闭环控制系统中反馈环节的作用。
二、教学重难点
1、教学重点：控制系统的构成，开环系统与闭环系统的构成与判断。
2、教学难点：大系统与小系统的控制目的。
三、教学过程
1、导入——无人机
首先播放一段杭十四中康桥校区的航拍视频，然后介绍大疆的无人机系列，给出其五大功能：手机控制、稳定悬停、轨迹飞行、避障功能、云台相机。
2、判断输入输出
无人机之所以有这些功能是为了实现某种目的，这就是控制目的，就是我们希望它实现的结果，也就是控制系统的输出量，有输出量就有引起其发生变化的输入量。
任务一：分析这五大功能的输入量、输出量。
总结：
功能
输入量
输出量
手机控制
操控手机上的虚拟摇杆
无人机在空中的不同姿态
稳定悬停
预设高度
停在某一高度
避障功能
检测到前方障碍物的距离
无人机改变方向
轨迹飞行
给定轨迹
按照轨迹飞行
云台相机
相机的固定方位
相机保持原来的位置
3、输入输出搞清楚了，再来看控制的中间过程，控制就是“不择手段的达到目的”，一般手段有两种：人工控制，自动控制。
人工控制:控制的过程是在人的直接干预和全程干预下进行。
自动控制:在无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行。
师生互动：分析以上五个功能哪些是人工控制哪些是自动控制。
4、怎么去描述控制过程——控制系统方框图
对于控制过程，我们首先弄清楚控制目的，判断出被控对象和被控量，然后从后往前推，判断出直接对被控对象进行控制的装置或元件是执行器，对输入信号进行处理并给执行器发出命令的装置或元件是控制器。
任务二：分析避障功能，指出控制过程的各个部分，然后分析稳定悬停，并画出控制系统方框图。
师生互动：判断其他哪些是开环，哪些是闭环。
任务三：问题：如何判断是开环还是闭环？
总结：开环与闭环的判别方法。
根据定义
输出量对控制系统的工作不产生影响的是开环控制系统；输出量影响控制系统工作状态的是闭环控制系统
根据信号传递特征
根据有无反馈
开环控制系统信号单向传递；闭环控制系统信号双向循环传递
开环控制系统不存在反馈闭环控制系统存在反馈
如何判断反馈是否存在。
总结：是否有检测装置；
是否检测输出量；
是否与给定值比较。
5、任务四：分析相机控制系统。
航拍云台通过传感器感知相机的动作，云台控制器将接收到的控制台指令进行解码，转换为控制信号，驱动云台上的电机进行相应动作，让相机保持原来的位置，抵消机身晃动或者震动的影响。
操控者通过旋转遥控器上的旋钮，让控制器控制电机转动，从而调整相机的拍摄角度。
总结：同样是对相机的控制，一个是开环，一个是闭环。
6、任务五：真题演练——滑台的运动系统。
总结：大系统与小系统的控制目的不同，被控对象就不同，一个控制系统的输出作为另一个系统的输入。
7、控制口诀：分析控制找目的
从后往前挨个推
人工自动是手段
开环闭环看反馈
干扰来了不要慌
自动调节能搞定
8、拓展联系
学生课后自己练习
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