1、干扰因素优秀教学设计范文

闭环控制系统的干扰与反馈

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

案例分析法，采用启发式、讲述式、分析等多种教学方式。

五、教学过程

（一）课堂导入

教师提问：平常我们在送走客人或亲朋好友的时候都说一路顺风，那为什么我们在送乘坐飞机的乘客时候却不能这么说呢？（提示根据物理知识进行解释）

学生小组讨论并代表发言

教师总结：飞机在起降阶段速度（地速）比较小，要想使飞机获得足够的升力克服重力而腾空，就需要稍大的空速（相对于气流的速度），那么在地速（相对于地面参考物的速度）相对较小的情况下就需要飞机最好迎风干扰起飞，这样才能达到比较大的空速，已达到足够的升力而起飞。如果你祝人家“一路顺风”，那岂不是祝人家不顺利？所以出行时你可以用“一路顺利”来代替“一路顺风”，如果你的朋友是航空界业内人士，你还可以说“航路顺风”，这样会更显专业点。为此根据以上分析得出飞机起飞是通过分力干扰来实现的。今天我们就一起来研究下干扰与反馈。

（二）干扰

1.知识讲解

案例分析一：逆风中骑自行车。

脚踩的力

给定量

自行车

行使的速度

被控量

风

逆风、顺风、上坡路……

教师提问：分析逆风中行驶的自行车哪些因素是输入量，哪些是输出量，哪些是影响车子运行的因素。

学生：根据教师的提问来进行小组分析

2.得出结论：什么是干扰因素：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。

3.扩展讨论：生活中还有哪些例子说明“干扰是存在的”？

4.总结结论：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。

5.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？并简单概括理由：开电冰箱的门；电冰箱所在房间的温度从20摄氏度变到32摄氏度；吧热菜或热饭放入电冰箱中；电冰箱外放一盆冷水；

学生小组讨论，并代表发言。

6.思考：在下表所列控制系统中，可能存在哪些干扰因素？（斜线部分为参考答案）

控制系统

自动扶梯的升降控制系统

利用滑轮组提升重物的控制系统

干扰因素

蔬菜大棚的温度控制

扶梯承载的重力、电机输出电压的波动、齿轮间的摩擦力等。

滑轮组的摩擦力、电机电源的波动等、绳子和滑轮，重物的重力。

外部环境温度的变化、大棚保温材料的保温性能产生变化等、植物排放的二氧化碳，温室效应。

7.案例分析：电视机的工作。电视机出现画面紊乱的现象往往是由于受到外界磁场干扰。比如：近距离摆放的电冰箱、空调器、电风扇、日光灯等等。他们就是电视机正常工作的干扰因素。克服这些干扰的办法就是将家用电器远离电视机放置。 克服干扰的基本办法：

A.消除干扰

在飞机上不能使用通信工具

B.减弱干扰

电器在使用时远离其它电子设备

C.提高控制系统性能

采用闭环控制系统

对干扰的利用，是指有意对控制系统施加干扰，使控制系统无法达到控制的目标，而不是控制系统本身需要干扰。例如：打狂犬疫苗、军事演习中对敌方信息指挥系统进行电磁波干扰。

（三）反馈

1.知识讲解

定义：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。

反馈的方式：反馈控制是一种在计划执行一段时间或结束后进行的事后控制，主要为下一步计划的实施总结经验，但它却常常是管理控制工作的主要形式。例如投诉与反馈、留言反馈、意见反馈、环境反馈、教学活动、超市反馈调查表、市场信息反馈系统、工作总结、

产品性能检验、现代酒店控制方法等。

2.实践体验

[游戏]：在黑板上画两张大脸，“四官俱全”，没有眼睛。然后请一个同学上来“填”眼睛，闭着眼睛画，位置不对,也不好看。睁着眼睛画，漂亮。

分析：

闭着眼睛画：人脑控制手画眼睛：人脑——手——眼睛；

控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以修正、调节。

是个单程的控制流向。

这是开环控制。

睁着眼睛画：人脑控制手画眼睛，在此过程中，眼睛可以把手的位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精细的控制手去画好眼睛。控制过程中有反馈环节可以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回路。这是闭环控制。

3.马上行动：分析“穿针引线”的动作过程，并补充一个适当的事例填写下表。（斜线部分为参考答案）

事例

“穿针引线”

投掷飞镖

输入

线的位置

靶的位置 (期望值) 检测装置

人的眼睛

眼睛

输出

线与针孔对准

飞镖实际投掷的位置

能扑灭蜡烛的机器人

打开机器人的开关

光敏、力敏传感器

找到蜡烛、并将其扑灭

电冰箱

温控器设定温度

温度传感器

制冷后冰箱内温度

（四）课堂总结

通过今天的课堂让我们了解到干扰因素是在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素。反馈是指控制系统中，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。除此分析了干扰因素的利与弊，并分析了反馈环节的作用。

（五）布置作业

1.我们学习了干扰与反馈，干扰因素的克服，但有些干扰因素是可以利用的，请查阅资料，了解这方面的情况。

2.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摄氏度左右，夏季一般控制在25摄氏度左右，请画出花房的温度控制系统方框图，简要说明它的工作过程。