升旗自动控制系统的教学分析060623.ppt

《自动升旗装置设计》  的教学分析 一、发现问题  产生需求 创设情景，展示现象。 学生发现问题，形成解决技术问题的需求。 激发学生参与的兴趣和学习的动力。 发现的主要问题有： ●由于人工不易控制升旗的速度，国歌与升旗尚未达到紧密配合。 ●由此引发要设计自动装置的需求 二、明确问题，提出要求 1.明确所要研究的问题是什么。 ⑴它是升旗速度快慢的控制问题。 ⑵它是国旗上升时间的控制问题。 归纳：这是一个转速控制和时间控制的问题 2.弄清受到的限制 升旗的速度等于什么？ 旗杆长度 歌曲时间 所以，升旗的速度同时受到旗杆长度和播放国旗时间的共同制约。 具体涉及问题有： ①旗杆的长度 ②歌曲播放的时间 ③电动机的输出转速 3.提出设计要求： ⑴能自动完成升旗。 即：国歌开始播送，国旗上升。 国歌结束，国旗升至旗杆顶端位置。 ⑵升旗速度均匀，控制精确。 三、收集资料，构思方案 1.相关资料包括： ●旗杆的高度。 ●国歌播放时间。 ●电动机的技术参数。 ●有关控制电动机转速快慢的信息资料。 ●有关控制时间长短的信息资料。 测定旗杆的高度 H = 1.20 米 国歌播放时间 t = 43 秒 电动机转速度 n = 9～12×1000 转/分 汽车的齿轮变速箱 手动齿轮箱变速原理示意图 联想： 皮带轮传动 改变皮带轮直径大小，实现转动变 …….. 电风扇转速的控制 车床中的晶闸管 调速控制 利用微电脑技术，调节电压的脉冲脉宽度，实现对电机转速的控制。 微电脑变频空调原理方框图 2.使用系统方法进行设计分析 从自动升旗装置的整体性、目的性、相关性、环境的适应性分析各组成部分的关系。 3.控制设计方案的构思 ⑴升旗速度的控制 ●机械控制方式 ●电子控制方式 ●微电脑控制方式 ●电子控制与机械控制的组合 …… 机械控制方式 4.设计分析： 测定： ●测定旗杆的高度 h = 105 厘米 ●国歌播放时间 t = 43 秒 ●电动机输出转速 n = 32转/分 计算： ●国旗上升的速度 V =h/t＝ 2.44厘米/秒 设计皮带轮的大小 设定主动轮直径，确定从动轮的大小。 电子控制电机转速 采用TWH8752开关电路，设计制作电动机可调速电路。 微电脑控制电机转速 微电脑为核心的控制器 工作原理示意图 调节输出脉宽大小， 实现电机的变速。 对旗子运动时间的控制的方案 方案之一： 采用机械定时器控制旗的运动时间。 方案之二： 釆用555时基电路制作定时器，控制继电器控制电机转动时间。 方案之三： 采用传感电路控制旗子运动路程长度  对方案的进行分析、比较、权衡，最后选择一套最适合设计要求的方案： 1.控制精度 2.使用方便 3.成本 4.适应性 制作模型 根据选择的方案，准备各种器材、零件，组装一个仿真的模型。 试验和优化。 对模型进行试验，进一步调整速度和时间，提高系统的精度。 传统与新课程的教学过程比较： 传统的教学的过程： 1.介绍升旗控制装置的组成。 2.讲解操作的步骤 3.示范工具的使用方法 4.学生动手操作实践 5.作品评价 在新课程中，通过教师引领，学生积极参与，