Пропорционалды-дифференциалды реттеуші

Қысқа мерзімді жоспары

Мұғалімнің аты-жөні

Кульбаев М.Ж.

Күні:

04.04.2023

Сынып:  10

Қатысқандар саны:  

Қатыспағандар саны:  

Сабақ тақырыбы:

Пропорционалды-дифференциалды реттеуші.

Оқу бағдарламасына сәйкес оқыту мақсаттары

Сабақтың мақсаттары:

• Біз пропорционалды реттегішті не және қалай пайдалану керектігін білу;
• Пропорционалды реттегішті қолдануды үйрену;
•  Пререквизиттер: математика блогы, түс сенсорын калибрлеу, деректер шиналары;

Сабақтың барысы:

Сабақ кезеңі/Уақыты

Педагогтің іс-әрекеті

Оқушының іс-әрекеті

Бағалау

Ресурстар

Сабақтың басы

1.Оқушылармен амандасу.

2.Сабақтың тақырыбы мен мақсаттарымен таныстыру.

3.Жаңа тақырыпқа шолу.

Роботтың қандай датчиктерін білесіздер?

LEGOMindstorm программасында роботтың қозғалысын әзірлеуді қарастырайық. Ол үшін қозғалыс жасауға қажет, арақашықты анықтайтын, объекттің түсін ажырататын датчиктермен танысамыз. Осы құралдарды қолданып, робот қозғалысын ұйымдастырамыз.

1.Мұғаліммен амандасады.

2.Сабақтың тақырыбын дәптерге жазады.

3.Сабақтың мақсаттарымен танысады.

Сұрақтарға жауап береді. 

Мұғалім ұйымдастыру кезеңінде  белсенділік танытқан оқушыларды «Мадақтау сөз» әдісі арқылы бағалайды: «Жарайсың! Жақсы! Өте жақсы! Талпын!» 

Интербелсенді тақта/компьютер, презентация,lego mindstorms ev3

Сабақтың ортасы

Жаңа тақырып.

Пропорционалды реттегіш-бұл жетілдіру . Реленің басты кемшілігі-бұл ағымдағы мәндердің сенсордың қалыпты мәнінен қаншалықты ерекшеленетініне мән бермейді. Оның тек екі күйі бар-егер олар қалыпты мәннен аз болса, сенсор мәндерін белгілі бір тұрақты санға арттыруға тырысыңыз немесе жоғарылатыңыз. Осыған байланысты тұрақты амплитудасы бар тербелістер пайда болады, бұл өте тиімсіз.

Ағымдағы көрсеткіштердің қалыптыдан қаншалықты "алыс" екенін анықтау және соған байланысты амплитудасын өзгерту әлдеқайда қисынды. Түсінікті болу үшін біз мысалды талдаймыз. Мысал, өткен мақаладағыдай, бірдей: LEGO MINDSTORMS EV3 роботы Жарық режимінде бір түсті сенсормен қара сызық бойымен жүреді.Робот ақ пен қара арасындағы шекара бойымен жүруге тырысады, ал сенсор шамамен 50% жарықты көрсетеді. Ол қалыпты жағдайдан неғұрлым алыс болса, робот 50% - ға оралу үшін соғұрлым көп күш жұмсайды.

Бағдарламаны жазу үшін "қате", "басқару әсері"терминдерін қолданамыз. Қате-сенсордың ағымдағы көрсеткіші мен қалыпты көрсеткішінің айырмашылығы. Біздің жағдайда, егер қазір робот жарықтың 20% -. көрсе, онда қате 20-50= -30% құрайды. Қате белгісі қатеден құтылу үшін жұмысты қай бағытқа бұру керектігін көрсетеді. Енді біз қозғалтқыштарға жұмысты қай бағытқа бұру керектігін, қандай жылдамдықпен және қаншалықты күрт екенін көрсетуіміз керек. Қозғалтқыштарға басқарушылық әсер ету керек, бұл оның қалыпты жағдайға қаншалықты оралу керектігін білдіреді. Басқару әсері (UP) пропорционалдылық коэффициентіне (k) көбейтілген қате (error) ретінде есептеледі. Бұл коэффициент қатенің басқару әсеріне әсерін күшейту немесе азайту үшін қолданылады. Басқару әсері рульге беріледі, онда роботтың орташа жылдамдығы орнатылады.

Пропорционалдылық коэффициентін қалай реттеуге болады? Траекторияның өтуі үшін мәндерді таңдау тәжірибелік түрде, мысалы, роботтың жылдамдығы мен дизайнына байланысты 0,2-ден 1,5-ке дейін болуы мүмкін. Егер коэффициент тым үлкен болса, онда Робот қатты шайқалады, егер кішкентай болса - тегіс жүріңіз, бірақ бұрылыста бір сәтте басқару әсерінің жеткіліксіз болуына байланысты кетіңіз. Біз бағдарламаның екі нұсқасын жазамыз - айнымалылармен (оларды оқығандар үшін) және онсыз.

[pic 1]Бірақ бұл реттегішті пропорционалды және интегралды компонентті енгізу арқылы күшейтуге болады, сипаттама келесі мақалаларда болады. Жақын кездесулерге дейін!Пропорционалды реттегіш-бұл u (t) объектісіне оның берілген x0(t) күйінен e(t)сызықтық ауытқуына пропорционалды әсер ететін құрылғы;e (t)=x0(t)-x(t), мұндағы x(t) - берілген уақыттағы күй;

[pic 2]Бұл мысал сол құрылымда құрастырылған.Сіз өткен мысалда роботтың шамадан тыс тербелгенін байқаған боларсыз, бұл оған жеткілікті жылдамдықты арттыруға мүмкіндік бермеді. Енді біз бұл жағдайды сәл жақсартуға тырысамыз.

[pic 3]Пропорционалды реттеушіге біз қарапайым текше реттегішін қосамыз, ол реттегіш функциясына иілу қосады. Бұл траекторияның қажетті шекарасына жақын жерде тербелісті азайтуға, сондай-ақ одан күшті қашықтықта күшті серпілістер жасауға мүмкіндік бередіЛего құрылысындағы негізгі қозғалыстардың бірі-қара сызық бойымен жүру.Бағдарламаны құрудың жалпы теориясы мен нақты мысалдары сайтта сипатталған wroboto.ruМен мұны EV3 ортасында қалай жүзеге асыратынымызды сипаттаймын, өйткені айырмашылықтар бар.

Тапсырма:

[pic 4]

Мұғалімді тыңдайды.

Сұрақтарға жауап береді.

Практикалық тапсырмаларды орындайды. Ультрадыбыстық датчикті программада қолданады. Түс датчикті программада қолданады. Роботты жүргізеді.Робот пропорционалды түрде қозғалады.

Формативті бағалау

Интербелсенді тақта/компьютер,видео,презентация, lego mindstorms ev3

Сабақтың соңы.

Ой толғаныс.

Рефлексия

Талқылау:

1.П-реттегіш дегеніміз не?

Жауабы: Роботтың мақсаттан қаншалықты алыс екеніне негізделген жылдамырақ/баяу қозғалу

2.Пропорционалды реттеуші дегеніміз?

3.Пропорционалды-дифференциалды реттеуші дегеніміз не?

3.Пропорционалды  реттеуші диференциалды реттеушіден қанадай  айырмашылық бар?

Рефлекция: 

Пропорционалды реттеуші қалай көрінеді ?

Ол қандай принцип бойынша жұмыс істейді?

Түс датчигінің ультрадыбыстық датчиктен айырмашылығы неде?

Оқушылар өздерінің тақырып бойынша оқып, зерделегенін тұжырымдайды. Сұрақтарға жауап береді.

Мақсаты: Өз ойын айтып, сабақты бекіту, қорытындылау.

Интербелсенді тақта

Саралау. Сіз қандай тәсілмен көбірек қолдау көрсетпексіз? Сіз қабілетті оқушылардың алдына қандай тапсырмалар қоясыз?

Бағалау.  Сіз оқушылардың материалды игеру деңгейін қалай тексеруді жоспарлап отырсыз?

Денсаулық және қауіпсіздік техникасын сақтау

1. Диалог және қолдау көрсету тәсілі арқылы берілген уақытта есепті шеше алмаған оқушыға ширектерді еске түсірту арқылы, таңбаларды анықтауға мүмкіндік жаратамыз;
2. Тапсырма тәсілі арқылы әртүрлі деңгейдегі оқушыларға «көмек керек пе әлде қосымша есептер ме?»-сұралып, сосын сол арқылы жұмысты жүргізу;

Көмек қажет оқушыларға белгілі бір уақыт беріліп, уақыт біткен соң жылдам орындаған оқушылар аяқтай алмаған оқушыларға көмек көрсетеді.

Сынып бөлмесін сабақтан бұрын желдету. Сыныптағы орындық парталардың түзу тұруына назар аудару.

Жалпы бағалау

Сабақтың қандай екі аспектісі жақсы өтті? Оқыту туралы да, сабақ беру туралы да ойланыңыз.

1:

Сабақты жақсартуға не жәрдемдесер еді? Оқыту туралы да, сабақ беру туралы да ойланыңыз.

1:

Сабақ кезінде, сынып немесе жекелеген оқушылардың жетістіктері/қиыншылықтары туралы мен нені  анықтадым? Келесі сабақтарда неге назар аудару керек?

1:

  2: