《開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計和制作導(dǎo)學(xué)案》

《開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計和制作》導(dǎo)學(xué)案導(dǎo)學(xué)目標(biāo)：1.了解開環(huán)控制系統(tǒng)的基本原理和特點。2.掌握開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計和制作方法。3.能夠應(yīng)用所學(xué)知識設(shè)計和制作簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)。導(dǎo)學(xué)內(nèi)容：一、開環(huán)控制系統(tǒng)的基本原理和特點1.什么是開環(huán)控制系統(tǒng)？開環(huán)控制系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，其輸出值不受反饋信號的影響，只由輸入信號控制。即系統(tǒng)輸出值僅由輸入信號決定，不思量反饋信息。2.開環(huán)控制系統(tǒng)的特點有哪些？-簡單：開環(huán)控制系統(tǒng)不需要反饋信息，結(jié)構(gòu)相對簡單。-穩(wěn)定性差：由于沒有反饋信息，系統(tǒng)容易受到外部干擾影響。-需要精準(zhǔn)的輸入信號：由于沒有反饋信息進(jìn)行修正，輸入信號需要非常準(zhǔn)確。二、開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計和制作方法1.設(shè)計開環(huán)控制系統(tǒng)的步驟：-確定系統(tǒng)的輸入和輸出：明確系統(tǒng)要控制的對象和輸出要達(dá)到的目標(biāo)。-選擇合適的傳感器和執(zhí)行器：根據(jù)系統(tǒng)的具體需求選擇合適的傳感器和執(zhí)行器。-設(shè)計控制算法：根據(jù)系統(tǒng)的輸入和輸出干系設(shè)計控制算法。-搭建硬件系統(tǒng)：將傳感器、執(zhí)行器和控制算法結(jié)合起來，搭建實際的硬件系統(tǒng)。2.制作開環(huán)控制系統(tǒng)的實驗：-實驗器械：Arduino開發(fā)板、電機、傳感器等。-實驗步驟：1）將Arduino開發(fā)板毗連到電腦，并編寫控制程序。2）毗連電機和傳感器到Arduino開發(fā)板。3）運行程序，觀察電機的運動情況。4）根據(jù)實驗結(jié)果調(diào)整控制算法，優(yōu)化系統(tǒng)性能。導(dǎo)學(xué)案例：小明想要制作一個簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)來控制一個小車的速度。他起首確定了系統(tǒng)的輸入是電機的電壓，輸出是小車的速度。然后選擇了一個電機和一個速度傳感器作為系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行器。接著，他設(shè)計了一個簡單的控制算法，根據(jù)輸入的電壓控制電機的轉(zhuǎn)速，從而控制小車的速度。小明應(yīng)用Arduino開發(fā)板搭建了硬件系統(tǒng)，將電機和速度傳感器毗連到開發(fā)板上，并編寫了控制程序。他進(jìn)行了一系列實驗，不息調(diào)整控制算法，最終成功制作出了一個簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)。通過這個實驗，小明深刻理解了開環(huán)控制系統(tǒng)的原理和特點，掌握了設(shè)計和制作開環(huán)控制系統(tǒng)的方法。他對控制系統(tǒng)的工作原理有了更深入的了解，并對未來的控制系統(tǒng)設(shè)計和制作有了更多的信心和啟發(fā)。綜上所述，開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計和制作雖然簡單，但是對于學(xué)生來說是一個很好的實踐機緣，能夠幫助他們更深入