第一节 控制的基本概念

一、学习目标

（1）了解控制的基本概念。

（2）了解生产、生活中的控制问题和广泛应用。

（3）了解手动控制、自动控制、智能控制的特点。

二、教材分析

（一）教学内容分析

本课时使用的是豫科版教材《技术与设计2》第四章“控制及其设计”的第一节“控制的基本概念”，计划安排1个课时。

本节首先讲述了“控制”的概念，介绍了控制的分类：手动控制、自动控制和智能控制。

需要说明的是，我们要学习的主要是利用机电原理及技术手段对物体进行控制，使其按照控制者的意愿行事。这类控制也叫做机电控制。

手动控制也叫人工控制。在人的控制下完成的控制行为都是手动控制。包括开关灯、开关水龙头、骑自行车、开汽车、操控机械等。

了解手动控制有助于分析和判断控制的目标、控制的因素和控制的过程。

自动控制是用各种技术手段替代手动控制，并且扩展延伸控制的水平、效率和范围。最早的自动控制是应用在生产活动中，主要是在人工控制达不到要求，或者人工控制的成本高、效率低、容易出错的场合。比如蒸汽机运转速度控制、防空导弹的机动控制就是人工控制不能完成的；地铁入口的闸机如果换成人工检票就会大大增加成本。随着控制技术的发展，自动控制的应用范围不断扩大，在提高控制精度、提高控制效率、减少失误、降低成本等方面发挥出优势，并且深入到生产和生活的各个领域。自动控制在很大程度上是替代原来由人来完成的控制，并且是人工控制的扩展延伸。就像机械是用来代替人的体力劳动，并且大大超越了人体的能力极限。

智能控制是自动控制的升级版，借助计算机技术、大数据、网络、云等新兴技术手段使控制水平、效率和范围得到极大的提升。比如智能音箱可以自动搜索播放你感兴趣的音乐或新闻，智能汽车可以不用人工干预自动驾驶。

本节还介绍了两个经典的控制实例。

经典的控制技术可以帮助学生了解控制技术的起源、发展，了解控制的基本概念，了解控制的原理和方法。

（二）教学重点与难点

1．教学重点

理解控制的含义。

2．教学难点

如何区分控制系统的控制对象和控制量；如何区分手动控制和自动控制。

3．学习分析

（1）本节的重点在于理解控制的含义。

了解控制在生产和生活中发挥的巨大作用，和改变生活、改变物质社会的广阔前景。激发学生对控制技术的学习兴趣。学会识别控制对象和控制量；学会辨别手动控制和自动控制。

（2）本节的难点分析。

1）如何区分控制系统的控制对象和控制量。控制对象是控制系统所控制的具体事物。比如房间、车辆、电梯、水、灯。控制量是控制对象的某个量，通常是物理量。比如房间的温度、光线，车辆的前进速度、方向，电梯升降、开关门，灯的开关，水的流量、流速、流向等。

2）如何区分手动控制和自动控制。手动控制和自动控制的控制对象、控制量和控制目标等是一样的，往往容易混淆。区分的关键是看有没有人工干预。人工干预的控制就是手动控制；没有人工干预自动执行的控制就是自动控制。

有些控制系统既有人工干预又有自动执行的控制，要注意区分哪部分是手动控制、哪部分是自动控制。比如，国家标准规定：电动自行车最高时速为25km。因此，电动自行车都有限速装置，控制电动自行车的时速不超过25km。这是自动控制的，不需要人工干预。但是电动自行车的平衡、方向、减速、刹车还是人工控制的。

（三）课堂练习

讨论：为了节能减耗，商场里的扶梯在没有人乘坐时低速运行，当有人乘坐时才以正常速度运行（教材图4.6）。对扶梯速度的控制，是自动控制吗？如果是，请探究扶梯是如何判断有没有人乘坐的。