自动升旗简易控制装置的设计.doc

自动升旗简易控制装置的设计
齐河县第一中学    王丽美    2010年7月27日 17:24
【教学目标】：
知识与技能：
了解简单控制系统的设计过程
过程与方法：
熟悉将设计转化为实物的过程。
情感与价值观：
思考问题全面、客观、严谨、符合实际。
【教学重点】：
自动升旗简单控制系统的设计过程。
【教学难点】：
方案的选择及实际问题的解决能力。
【教学过程】：
引入：
控制系统的框图表示：
开环、闭环
新课教学：
一、明确设计目的
以自动升旗简易控制装置为例：
1、控制的对象是什么？
国旗。
2、系统要达到的控制效果？
在国歌播放的时间内，控制国旗匀速上升到旗杆的顶端。
二、确定设计方案
1、了解工作的基本原理
选择恰当的控制方案实现控制，采用开环控制系统较简单，被控对象是国旗，被控量是上升的速度，控制量是电动机的转动与停止。选用成本低、易于获取的元件、设备和材料制作模型，列出各种可行方案。
2、提出方案
方案1
1、采用机械定时器、直流电动机、直流电源、滑轮等元件实现。其中，机械定时器相当于电动机的开关。
2、测得国歌播放的时间和旗杆的长度，确定定时器的定时时间并预估电动机的转速。根据时间、旗杆长度和电动机的转速，选择滑轮的直径。
3、将机械定时器、直流电源和电动机串联在一个回路中。
方案2
1、采用成品的电子定时器、直流电源、滑轮等元器件实现。
2、用电子定时器代替机械定时器，其他与方案1相同。
方案3
1、采用自制的电子定时器、带有可调速电路的电动机、直流电源、滑轮等元器件实现。
2、将自制的电子定时器、直流电源和带有可调速电路的电动机串联在一个回路中。
方案4
1、采用CＤ唱机（含有触发电路）、电动机、直流电源、滑轮等元器件和设备。
２、从CD唱机中引出音频信号，将ＣＤ唱机（含有触发电路）、直流电源和电动机串联在电路中。
思考：你认为那种方案最容易实现？
3、确定设计方案
选择方案1中的自动控制系统
三、选择实现方法
1、需要解决的实际问题
1）电动机转速快，需减速。
解决方法：设计减速装置。
2）准确控制电动机转动、停止的时间，使电动机停止时，国旗到最高点。
解决方法：使用定时控制器、继电器。
2、确定具体控制系统的设计框图

四、完成设计
1.找材料；
2.加工处理；
3.组装。
五、评价
1.是否到达预期效果；
2.其他人的评价；
3.如何改进。
拓展例子：自动反转灯箱（视频）
【小结】：
控制系统的设计过程：
1、明确设计目的
2、确定设计方案
3、选择实现方法
4、完成设计
5、评价