【正文】 得多。應(yīng)該說與前面的案例有一個遞進的關(guān)系。在進行案例分析時，要說明隨著現(xiàn)代家庭各類家用電器的逐漸增多，特別是空調(diào)、電熱水器、電磁爐、微波爐等一些大功率用電器的使用，住宅電氣設(shè)計由原來的純照明電路向多功能、多負(fù)載電路的方向發(fā)展。為了避免室內(nèi)電器使用過程中的電氣線路過載等狀況的發(fā)生，運用系統(tǒng)的思想和方法，對其進行整體的電氣線路設(shè)計是非常必要的。例如，不只一臺空調(diào)的家庭居室，最好是要做到一臺空調(diào)敷設(shè)一條電源專線，并且有良好的接地保護線路。電器設(shè)備的選擇要盡可能做到安全可靠和經(jīng)濟合理，電器設(shè)備的容量等級寧大勿小，但是也要避免過大而造成浪費。一般來說，在計算工作電流的基礎(chǔ)上大一級即可。在電氣技術(shù)規(guī)范上應(yīng)選用符合國際電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)GB、JB有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并具有產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)可證書的電器產(chǎn)品。鑒于城鄉(xiāng)的差別、地域的不同，教學(xué)時教師可根據(jù)當(dāng)?shù)睾捅拘嶋H條件和情況，適當(dāng)調(diào)整“設(shè)計方案”和“方案實施”的內(nèi)容，但一定要滿足設(shè)計要求。 ，鑒于城鄉(xiāng)的差別、地域的不同，教學(xué)時教師可根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H條件，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整“設(shè)計方案”和“方案實施”的內(nèi)容，但必須能夠滿足設(shè)計要求。 “練習(xí)”第1題 （方案1：在就餐時間增加食堂的窗口和工作人員；方案2：不同年級學(xué)生的下課時間錯開20 min；方案3：新建一個學(xué)生食堂） 第2題關(guān)鍵是運用系統(tǒng)的思想，設(shè)計分選設(shè)備中的各個部分，使它們之間構(gòu)成特定的關(guān)系，才能實現(xiàn)分選并達到可調(diào)孔徑的目的。 第3題運用系統(tǒng)的思想解決，方案如下： ①增加管道和集水設(shè)備； ②實現(xiàn)定時排水澆灑； ③當(dāng)集水設(shè)備裝滿時，通過下水道排水。 “綜合實踐” 第1題以米蒜間套為例： ①選地、整地和施肥：地塊選擇地勢平坦、土質(zhì)肥沃、具有灌溉條件的土壤。秋翻地，早春整地。結(jié)合整地，每畝施人農(nóng)家肥3500 kg。 ②種植形式：米蒜間套采取大壟寬行形式，即玉米兩小壟變一大壟，壟寬90 cm，2行；在玉米大壟間留45 cm一條壟作平畦間套種3行大蒜。在玉米壟上采取密植，株距30 cm，每畝保苗3300株；在玉米壟間平畦上按行距20 cm平播3行大蒜，株距7～8 cm。 ③適時精心播種:3月下旬整地，起壟，開溝，溝中澆透水，每畝施15 kg磷酸二銨。墊一層細土，栽上大瓣紫皮大蒜，栽時蒜瓣豎直，根朝下按在細土中，然后蓋一層細土糞，摟平壓實。5月上旬，當(dāng)大蒜長到6片葉時，播種玉米。玉米選用高產(chǎn)雜交種“丹玉13號”，刨埯穴播，穴距30cm,每畝3 300穴。播種時，每畝施10 kg磷酸二銨，播后及時鎮(zhèn)壓保墑。大蒜長到3片葉時，開始摟地松土，以后生長出一片葉摟地松土一次，共摟3遍，以便提溫保墑，促進幼苗早生快長。大蒜6片葉時每畝追施尿素等氮肥，追肥后澆一次透水。6月中旬大蒜抽苔，7月上旬收獲大蒜。 第2題為了確保網(wǎng)絡(luò)的高效性與可靠性，應(yīng)采用結(jié)構(gòu)化的布線系統(tǒng)。也就是說，在布線網(wǎng)絡(luò)中，所有的組件都是相互分離，同時又緊密地集成在一起并且形成互補。從優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能的角度來考慮，結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)是必不可少的。 第3題首先應(yīng)提出可能出現(xiàn)的方案，對各種方案進行評價、權(quán)衡、比較，再作出選擇。第四單元 控制與設(shè)計第一節(jié) 控制的手段與應(yīng)用 ：控制、人工控制、自動控制。 、有對象、有手段的。 “馬上行動” 魚塘：有可能干涸，有可能溢出水來；其中的魚可能多而肥，也可能少而弱等。 成熟的西瓜：可能被人摘下吃掉，可能被榨成汁做成飲料，也可能爛在西瓜地里等。 流行性病毒：可能傳染人群使人發(fā)病，可能被人體的抵抗力所戰(zhàn)勝，可能通過預(yù)防和綜合治理而被控制等。 （回答上述問題很重要的一點是，不要受固有思想或者固有條件的約束，引導(dǎo)學(xué)生說出其他多種可能性。如果條件改變以后，如下雪、結(jié)冰后魚塘?xí)霈F(xiàn)什么情況？如果條件改變，流行性病毒有可能把人類毀滅嗎？） “案例分析”、“思考” 本案例說明采用不同的控制手段得到的控制效果是不同的。有的能達到目的，有的不能。 大禹采用挖通河道、匯集洪水至江河中的辦法實現(xiàn)了泄洪的目的。生活中，人們通過控制電燈的辦法實現(xiàn)照明，通過修筑道路連接各地，方便人們的出行和相互聯(lián)系。 5．教材第97頁“小試驗” 教材只講了可以將圓周運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，它同樣可以將直線運動變?yōu)閳A周運動。反過來考慮問題，是技術(shù)中常用的一種思想方法。 在試驗過程中，教師應(yīng)給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，如有其他更好的試驗載體，也可根據(jù)實際情況另行安排。 “馬上行動1”自行車中的控制：剎車控制、速度控制、方向控制等?！榜R上行動2”參考事例：，自動控制系統(tǒng)還可按照不同的標(biāo)準(zhǔn)進行分類。按控制方式分，有開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）、復(fù)合控制系統(tǒng)；按系統(tǒng)功用分，有溫度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、位置控制系統(tǒng)等；按系統(tǒng)性能分，有線性控制系統(tǒng)、非線性控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)、離散控制系統(tǒng)、定?？刂葡到y(tǒng)、時變控制系統(tǒng)、確定性控制系統(tǒng)和不確定性控制系統(tǒng)等；按參量變化規(guī)律分，有恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)等。 ，但是他卻發(fā)明了紡紗機，他的妻子是一名紡紗工人，盡管每天辛苦工作，但還是不能滿足織布所需。于是他想為自己的妻子制做一架效率高的紡車，但是總沒有好的主意。有一天，他不小心將妻子的紡車碰倒了，奇怪的是，原來水平放置的紡錘直立了起來，但是線卻沒有斷，紡錘還在動?？吹搅诉@個情景，他有了靈感。他在原來的紡車上加了幾個紡錘，再用一個輪子帶動它們，使老紡車變成可以同時控制多個紡錘紡線的新紡車。 “案例分析”這個案例講的是控制的發(fā)展歷史過程?？梢钥紤]其控制方式的變化，及為什么能產(chǎn)生這些進步。 “馬上行動1” 人工控制：人工紡紗，普通自來水龍頭，撳按鈕打開電燈，拖地清潔地板，駕駛汽車等。 自動控制：數(shù)控機床，飲料自動裝罐生產(chǎn)線，花房恒溫控制，十字路口紅綠燈（根據(jù)車流量大小改變紅綠燈時間）的轉(zhuǎn)換，遙控電視更換節(jié)目頻道，聯(lián)合收割機割麥子等。 “馬上行動2” 控制被廣泛地應(yīng)用于生活、生產(chǎn)和國防的各個方面。 洗衣機是生活中常見的控制實例。普通型洗衣機能自動正反交替地轉(zhuǎn)動，到達定時后自動停轉(zhuǎn)；半自動型洗衣機是把洗滌、漂凈、脫水這三大步驟中的前兩步放在同一個缸里進行，洗滌后由人把衣物從一個缸里取出放到另一個缸里脫水，再放人前一個缸里漂洗，再放人后一缸中脫水；全自動型洗衣機將三大步驟都放在同一缸里實現(xiàn)，全都由控制系統(tǒng)自動進行，不需人工直接干預(yù)，使用者只要設(shè)定各步驟的時間，把臟衣服放進去（洗衣粉備足，水管接好），待聽見鈴聲響，再去拿出已經(jīng)甩干的衣服即可。 13．教材第100頁“思考”這種自動控制電熱水器，正面有一根供人們觀察箱內(nèi)水位高低的玻璃管和一對指示燈。當(dāng)水位低于某一位置時，熱水器自動打開進水閥門進水，同時指示燈跳到加熱狀態(tài)；當(dāng)水位加到一定位置時，熱水器自動關(guān)閉進水閥，繼續(xù)加熱，直到水煮沸，進入保溫狀態(tài)。此時，電熱水器中的水就可飲用了。 “辯論”這兩個命題并不矛盾。從經(jīng)濟學(xué)角度看，發(fā)展技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，解放勞動生產(chǎn)力，減輕人的勞動強度，是社會發(fā)展的趨勢，而富余的勞動力則可以通過發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)得以解決。 “練習(xí)” 第1題（1)人工控制；(2)人工控制；(3)自動控制；(4)自動控制。 第2題機械控制：普通水龍頭、浮子—杠桿水位控制、電飯煲等；電子控制：電子計算器、家用電冰箱、自動門和汽車自動變速器的電子控制裝置等；氣動控制：化工生產(chǎn)中常用的氣動閥門、公共汽車車門開關(guān)控制等；液壓控制：建筑工地打樁機、修理汽車用的液壓千斤頂?shù)?。?題通過觀察自行車的剎車控制裝置發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)自行車后輪的車閘與后車圈的距離，使后輪的車閘更靠近后車圈，可以使后輪剎車控制更加靈敏。第二節(jié) 控制系統(tǒng)的工作與方式 ：控制系統(tǒng)、開環(huán)控制、閉環(huán)控制。 、電風(fēng)扇等事例人手，來理解控制系統(tǒng)。學(xué)生可根據(jù)親身經(jīng)驗體會控制系統(tǒng)的含義，認(rèn)識輸入、輸出是什么，以及它們之間一定的關(guān)系?！榜R上行動” ，教師可選擇學(xué)生熟悉的案例進行分析，讓學(xué)生學(xué)會分析開環(huán)控制系統(tǒng)的組成和工作過程。 5．教材第103頁“案例分析” 自動門是較典型的開環(huán)控制系統(tǒng)。它不僅能自動開門，當(dāng)人離開后又能自動關(guān)門。它的功能與閉環(huán)控制的區(qū)別要特別注意講清楚：有人→開門；無人→關(guān)門。 “馬上行動” 例如，聲控?zé)?、自動烘手機、自動水龍頭、洗衣機、防盜報警器、火災(zāi)報警器、電風(fēng)扇的風(fēng)速控制、投影屏幕的升降控制、直流電動機和數(shù)控機床等。 “案例分析”要注意講清“信號是單向轉(zhuǎn)遞的”這句話。 該案例分析中控制系統(tǒng)的輸入量、輸出量、被控對象、執(zhí)行器、控制器、控制量等元件或參量，進一步鞏固學(xué)生對控制系統(tǒng)的認(rèn)識。 ，可分為電動、氣動、液動三類，它們各有特點，適用于不同的場合。 。在日常生活中幾乎用不著液動設(shè)備，只在工業(yè)的重型設(shè)備上使用。液動執(zhí)行器推力最大，現(xiàn)在一般都是機電一體化的，但比較笨重，如三峽船閘用的就是液動執(zhí)行器。 ，其執(zhí)行機構(gòu)分角行程和直行程兩種。 ，其執(zhí)行機構(gòu)有薄膜式和活塞式兩類。活塞式行程長，適用于要求有較大推力的場合；薄膜式行程較短，只能直接帶動閥桿。由于氣動執(zhí)行機構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡單、輸出推力大、動作平穩(wěn)可靠且安全防爆等優(yōu)點，在煉油等對安全要求較高的生產(chǎn)過程中有廣泛的應(yīng)用。 “馬上行動”（1)①音樂噴泉的控制過程可以用下圖表示： 圖中，輸入信號是隨音樂節(jié)奏而改變的電信號，輸出信號則是和著音樂節(jié)奏時起時伏、時緩時急的噴泉水流。這一開環(huán)控制系統(tǒng)的特點是，輸入信號到輸出信號之間的信息傳遞是單向的，沒有反饋通道，所以這是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，其輸出量僅受輸入量控制。當(dāng)調(diào)速水泵或者噴泉頭出現(xiàn)問題，不能按照音樂節(jié)奏噴水時，系統(tǒng)本身不能自動檢測輸出信號的狀態(tài)，不能進行調(diào)整和補償，也就是說由于某種干擾作用使輸出信號出現(xiàn)非正常狀態(tài)，系統(tǒng)本身沒有自動糾正的能力，要進行糾正，必須再借助于人工。 ②公共汽車車門的開關(guān)控控制：公共汽車車門的開關(guān)控制是氣動控制，司機操作開關(guān)裝置，電流控制“電磁閥”的啟閉，通過電磁閥決定壓縮空氣的流向，最后由壓縮空氣推動活塞開門或關(guān)門。方框圖如下：輸入量為開關(guān)信號，輸出量為車門的開與關(guān)，控制量為氣動活塞的行程。(2)電視機和遙控器組成一個開環(huán)控制系統(tǒng)。接通電源，打開電視機的開關(guān)，將遙控器的前端對準(zhǔn)電視機上的紅外檢測裝置，通過撳按鈕，可以選擇頻道節(jié)目。13．教材第105頁“小試驗”這個小試驗難度不大，學(xué)生親自動手制作?？芍谱鲆粋€活動猴演示，控制其他動作表情，這樣可以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。材料除了可用硬紙板外，還可用2～3mm厚的泡沫板，用裁紙刀切割。各部分的連接可用螺釘連接（或把圓珠筆芯切成一小截一小截作為套子套在牙簽兩端替代螺釘）?！疤骄俊?1)賓館自動叫醒服務(wù)工作過程：客人撥通自動叫醒服務(wù)電話，電腦自動應(yīng)答，并提示客人輸入房間號和需叫醒的時間，到時電腦將自動打電話叫醒客人。本系統(tǒng)是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，所以如果系統(tǒng)自身的計時有誤，系統(tǒng)不能自動調(diào)整過來，叫醒時間也就要出差錯。方框圖如下：(2)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)由火災(zāi)探測器、現(xiàn)場報警部件和報警控制器組成?；馂?zāi)探測器包括感煙探測器和感溫探測器，現(xiàn)場報警部件包括警鈴、訊響器、報警門燈等，報警控制器按顯示方式的不同可分為數(shù)碼顯示和液晶漢顯兩種不同的類型。方框圖如下： 輸入量為煙霧信號，輸出量為報警聲，控制量為電信號。 ，充分認(rèn)識開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別，以便更好地組織和設(shè)計本小節(jié)的教學(xué)內(nèi)容。 16．從控制系統(tǒng)的基本組成來看，閉環(huán)控制系統(tǒng)是在開環(huán)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一個由檢測裝置等構(gòu)成的反饋環(huán)節(jié)。 ，與給定值進行比較。系統(tǒng)的輸出信號往往是各種物理量，如電壓、流量、速度等，而這些量又往往與系統(tǒng)的給定值性質(zhì)不同，取值的范圍也不同，所以不能與輸入信號直接比較，需要測量并轉(zhuǎn)化，檢測環(huán)節(jié)就是起著這個作用，它就像是控制系統(tǒng)的眼睛和皮膚，感知和傳遞系統(tǒng)輸出信號的變化。 “馬上行動”（1)家用縫紉機的縫紉速度控制系統(tǒng)：開環(huán)控制系統(tǒng)。（2)電冰箱的溫度控制系統(tǒng)：閉環(huán)控制系統(tǒng)（3)走道燈的聲光控制系統(tǒng)：開環(huán)控制系統(tǒng)。 (4)交通路口紅綠燈自動控制系統(tǒng)：閉環(huán)控制系統(tǒng) 一般的交通路口紅綠燈控制系統(tǒng)，其紅、綠、黃燈亮的時間是固定的，不會根據(jù)車流量大小而改變紅綠燈的時間，這種紅綠燈控制系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng)。如果控制系統(tǒng)能根據(jù)車流量大小改變紅綠燈時間，說明控制系統(tǒng)有檢測車流量的裝置，并把檢測到的信息反饋給控制系統(tǒng)，從而改變紅綠燈的時間，這是一個閉環(huán)控制系統(tǒng) “閱讀”通過閱讀材料，讓學(xué)生體會古代自動控制裝置的巧妙和魅力。如果能做成模型演示，效果更好。 “練習(xí)題” 第1題家用壓力鍋的壓力控制是開環(huán)控制系統(tǒng)，通過高壓鍋蓋上的安全閥和排氣孔實現(xiàn)壓力控制。 安全閥上有一個重錘，它平時壓在高壓鍋的排氣孔上。當(dāng)高壓鍋內(nèi)溫度升高時，鍋內(nèi)氣體的壓力增大，超過一定值時，由于鍋內(nèi)氣體壓力的作用，重錘被頂起，蒸汽不停地從排氣孔向外冒，使高壓鍋內(nèi)氣體的壓力下降到安全值范圍內(nèi)。第2題對于糧庫的溫度和濕度自動控制，一般采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，增設(shè)定時檢測溫度和濕度的裝置，與給定的溫度和濕度值比較，當(dāng)出現(xiàn)偏差時，相應(yīng)調(diào)節(jié)溫度或濕度。方框圖如下：第3題當(dāng)壓力過高時，蒸汽把橫桿連同重錘頂起來，使鍋爐內(nèi)的蒸汽通過排氣孔排出，使壓力降到限定值。 橫桿的作用：橫桿使得重錘的位置可以調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)重錘離左端的距離就改變了限制的壓力值。第三節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋 ：干擾因素、反饋、功能模擬方法、黑箱方法。 ?？刂?