1.２调整和优化控制的策略 教学课件 电子工业社版信息科技第八册六年级下册.pptx

《２.调整和优化控制的策略》电子工业版六年级下册-第1单元探索反馈与优化-信息科技课件2022新版课标内容

情境导入：本单元项目式主题：探索反馈与优化小兴一家到商场选购空调，发现空调样式多种多样，售货员介绍，除品牌、样式不同外，空调还分定速空调和变速空调，定速空调的价格更便宜，而变速空调的温度控制能力更精准。定速空调与变速空调的工作方式有什么区别?各采用了什么控制策略?制冷效果有什么区别?让我们一起来探究它们的奥秘吧!

1活动1：保持系统的稳态2活动2：设置合理的区间3活动3：优化控制的策略《目录》信息科技

01保持系统的稳态活动1

01.知识点讲解空调的控制电路在接收到房间温度的反馈信息后，要进行判断，根据判断下达相应的指令调节房间温度，使温度保持基本稳定。那么，房间温度的变化和空调的运行过程之间有什么关系呢?为了便于观察，我们通过“定速空调温度控制模拟系统”，了解定速空调控制温度的工作原理，如图1.2.2所示。活动1：保持系统的稳态01

01.知识点讲解通过系统界面，我们看到房间的当前温度为32℃，设定的温度期望值为26℃。单击、启动按钮打开空调，由于房间的当前温度高于设定的温度控制电路启动压缩机，压缩机开始制冷。随着压缩机持续工作，空调的出风口不断吹出凉风，室内温度开始下降，并逐渐降至设定的26℃，如图1.2.3所示。活动1：保持系统的稳态01

01.知识点讲解定速空调的压缩机转速是固定的，所以输出的冷风大小也是不变的，如果继续工作，当前室温就会继续下降。为了保持室温的稳定，系统会关闭压缩机。随着外界的热量向房间传递，房间的温度又会上升，当温度达到26.1℃时，系统判断室温超过设定温度，会再次启动压缩机，使室温降至26℃。如此往复，室内温度就能稳定地保持在26~26.1℃，如图1.2.4所示。活动1：保持系统的稳态01

01.知识点讲解通过以上观察我们发现，定速空调会通过不停地反馈和对比温度信息自动调整工作方式。将这样的过程用流程图表示，如图1.2.5所示，用程序表示，如图1.2.6所示。活动1：保持系统的稳态01

02设置合理的区间活动2

01.知识点讲解理论上，定速空调可以完美地将房间的温度保持在稳定的状态，但在现实生活中，这样的策略会存在一定的问题。运行模拟程序，通过重点观察压缩机的开、关状态我们会发现，当室内温度上升到26.1℃时，压缩机就会启动进行降温;当室内温度下降至26℃时，压缩机又会停止工作。由于分界线很明确，数值范围又比较小，所以压缩机会频繁启停，这样就很容易造成损坏，如图1.2.7所示。活动2：设置合理的区间02

01.知识点讲解为了避免这种情况，我们尝试将期望的温度值设置为一个区间，看看压缩机的工作频率是否会降低。例如，我们设定期望温度为26℃，向上和向下各设置0℃、1℃、2℃和3℃的区间，观察并记录空调的运行情况，填写到表1.2.1中，然后进行对比。活动2：设置合理的区间02

01.知识点讲解随着压缩机启动、停止的间隔时间加长，我们发现温度控制的范围也会出现相应的波动。例如，当温度区间向上、向下各设置为1℃时，温度会在25.0~27.1℃波动，如图1.2.8所示。活动2：设置合理的区间02

01.知识点讲解1.温度区间的大小与压缩机启动、停止间隔的时长存在什么关系?2.你觉得温度的区间值怎样设置，才能更合理地兼顾温度的控制和压缩机的启动、停止的频率?说一说你的理由。3.选择一个你认为合适的区间，在作业本用流程图表示定速空调的工作方式。思考与讨论活动2：设置合理的区间02

03优化控制的策略活动3

01.知识点讲解活动3：优化控制的策略为避免定速空调压缩机频繁启停而造成损坏，只好将温度控制在一个合理的区间。使用变速压缩机的空调可以改变压缩机的运转速度，转速高时，输出的冷风多;转速低时，输出的冷风少。利用这种特性，可以进-步优化温度控制的策略,我们通过“变速空调温度控制模拟系统”,如图1.2.9所示，观察变速空调与定速空调控制温度的工作原理有什么不同。03

01.知识点讲解活动3：优化控制的策略压缩机由原来只有“启动”“停止”两种状态，变成了运转速度快慢的状态。观察变速空调的运行过程。当前的房间温度为32℃，设定温度为26℃，单击启动按钮打开空调，由于当前室温与设定温度有较大差距，这时压缩机的转速为100%，以尽快降低室内温度。随着室温越来越接近设定温度，压缩机的转速开始变慢，当房间温度降至28℃时，压缩机的转速降为70%。当室温慢慢达到设定温度26℃时，压缩机的转速降至10%，少量输出凉气以保持房间温度的稳定。03

01.知识点讲解活动3：优化控制的策略我们可以发现，变速压缩机在不同温度下采用了不同的转速策略，温度和转速之间存在一种对应的