技術(shù)與設(shè)計(jì)2復(fù)習(xí)提綱

1、技術(shù)與設(shè)計(jì)2 復(fù)習(xí)提綱、結(jié)構(gòu)的連接方式鉸連接 被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動(dòng)，但能相對轉(zhuǎn)動(dòng)。如送螺栓、門與門框等第一單元結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)剛連接 既不能相對移動(dòng)，也不能相對轉(zhuǎn)動(dòng)。具體有榫接、膠接、焊接等，如固定鐵床架的連接一、常見的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)： 3.結(jié)構(gòu)與功能：結(jié)構(gòu)的變化可能導(dǎo)致功能的變化。（一）結(jié)構(gòu)（ structure) ：是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列。1、自然界：天體結(jié)構(gòu)、地球的結(jié)構(gòu)、植物的結(jié)構(gòu)、動(dòng)物的結(jié)構(gòu) 三、簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2、技術(shù)領(lǐng)域：汽車的結(jié)構(gòu)、微機(jī)的結(jié)構(gòu)、電腦主板的結(jié)構(gòu)、數(shù)字控床的結(jié)構(gòu) 1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素 P253、社會(huì)領(lǐng)域：教育管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)、文

2、章、詩歌的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)以一種或幾種功能的實(shí)現(xiàn)為基本目標(biāo)，應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范，滿足使用者的基本需要。（二）結(jié)構(gòu)與力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素有：符合使用者對設(shè)計(jì)對象的穩(wěn)定性和強(qiáng)度要求，安全因素，公眾和從力學(xué)角度說，結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)， 它可以抵抗能引起形態(tài)和大小改變的力。 使用者的審美需求，使用者的個(gè)性化需要，對設(shè)計(jì)對象的成本控制要求和一定的使用壽命等。1、內(nèi)力：當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)受到外力作用時(shí)，內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用會(huì)發(fā)生改變，產(chǎn)生一種抵抗在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還有一些需要考慮的因素，如材料、民俗文化、地域特點(diǎn)等。的力， （簡單回答：符合設(shè)計(jì)對象的穩(wěn)定性，強(qiáng)度，安全性，美觀性，個(gè)性化，使用壽命，成本等

3、 P25）2、應(yīng)力：是構(gòu)件的單位橫截面上所產(chǎn)生的內(nèi)力。應(yīng)力達(dá)到一定極限值時(shí)，結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞。 2、簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例要求（參考： P26）：用公式表示應(yīng)力為： = F/s ，其中， F 是內(nèi)力， S 是受力面積，是應(yīng)力。設(shè)計(jì)項(xiàng)目： 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)分析 設(shè)計(jì)方案 呈現(xiàn)草圖3、構(gòu)件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力和彎曲力。如：設(shè)計(jì)相框 垃圾桶 鞋柜，衣架、筆桶等（參考活動(dòng)手冊）（三）結(jié)構(gòu)的類型1、實(shí)體結(jié)構(gòu) 受力特點(diǎn)：外力分布在整個(gè)體積中。 四、經(jīng)典結(jié)構(gòu)的欣賞P302、框架結(jié)構(gòu) 受力特點(diǎn)：支撐空間而不充滿空間。通常是指結(jié)構(gòu)體本身由細(xì)長的構(gòu)件組成，賞析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作品 , 可從技術(shù)與文化兩個(gè)角

4、度進(jìn)行。如窗戶、畫框、房子的架構(gòu)等等。 （1）技術(shù)的角度主要有：結(jié)構(gòu)功能、穩(wěn)固耐用、造型設(shè)計(jì)的創(chuàng)意和表現(xiàn)力、材料使用的合理性，3、殼體結(jié)構(gòu) 受力特點(diǎn)：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上。如貝殼、頭盔、汽車飛機(jī)的外殼等等工藝制造的精湛程度等。生活中很多物體的結(jié)構(gòu)是由兩種或兩種以上的基本結(jié)構(gòu)類型組合而成，稱為組合結(jié)構(gòu) （2）文化的角度主要有：文化寓意與傳達(dá)，公眾認(rèn)可的美學(xué)原則，反映的時(shí)代、民族、習(xí)俗方二、穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析 面的特征、結(jié)構(gòu)的個(gè)性特征等。（一）結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性 - 如：蛋形椅、蓋里椅、趙州橋等 P301、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。 P12結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度 結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力

5、破壞的能力。 P172、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素：重心位置的高低、結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小、結(jié)構(gòu)的形狀第二單元 流程與設(shè)計(jì)1) 重心位置的高低：重心越低 ,穩(wěn)定性越好；重心越高 ,穩(wěn)定性越差。結(jié)構(gòu)重心所在點(diǎn)的垂線是否落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)，落在就是穩(wěn)定的，沒有就是不穩(wěn)定的。 一、生產(chǎn)和生活中的流程2)結(jié)構(gòu)的底座，結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小。 1、時(shí)序：時(shí)間上的先后順序就是時(shí)序。支撐面越大越穩(wěn)定，越小越不穩(wěn)定。如：高塔的共同特點(diǎn)都是上端小而下端大。時(shí)序體現(xiàn)了具體活動(dòng)內(nèi)容的先后關(guān)系， 在這種先后關(guān)系中， 有些步驟之間的時(shí)序是不可顛倒3)結(jié)構(gòu)的形狀：結(jié)構(gòu)的形狀不同，其穩(wěn)定性也不同。的

6、，有些步驟之間的時(shí)序是可以顛倒的。如：先切種 再布種后掩種影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素是相互關(guān)聯(lián)的，需要綜合考慮各種因素來討論結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 2、環(huán)節(jié)：完成某個(gè)具體目標(biāo)、組成某項(xiàng)生產(chǎn)或某個(gè)活動(dòng)過程的若干階段或小的過程稱為環(huán)節(jié)。對于一個(gè)結(jié)構(gòu)而言， 如果重心所在點(diǎn)的垂線落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)， 就是穩(wěn)定的， 不會(huì)出現(xiàn)傾倒。環(huán)節(jié)是一個(gè)相對的概念， 依據(jù)問題性質(zhì)的不同和不同人的理解，環(huán)節(jié)的劃分可能會(huì)有所不同。（二）結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度 -環(huán)節(jié)中又包含若干可以分解的、目標(biāo)更具體的事項(xiàng)。如：切種、布種、掩種環(huán)節(jié)1、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度 結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。 P17一般的說，在某項(xiàng)生產(chǎn)或某個(gè)或動(dòng)中，環(huán)節(jié)是不可缺少的。2、影響

7、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素： P17 3、流程：是一項(xiàng)活動(dòng)或一系列連續(xù)有規(guī)律的事項(xiàng)或行為進(jìn)行的程序。結(jié)構(gòu)的形狀、使用的材料、構(gòu)件之間的連接方式等。 可以把流程理解為為了一定的目的去做事情的順序。結(jié)構(gòu)的形狀：三角形是框架結(jié)構(gòu)中最基本的形狀之一 , 它結(jié)實(shí)、穩(wěn)定，所用材料最少。任何流程都反映一定的時(shí)序，體現(xiàn)出一定的環(huán)節(jié)。常見的構(gòu)件的橫截面形狀：工字形、十字形、長方形、 L 形、圓形、 U形 4、流程的表達(dá)：'.流程圖有文字表達(dá)、表格表達(dá)、圖示表達(dá)等方式，有些場合還可用模型表達(dá)、動(dòng)畫演示等。 3、流程優(yōu)化的條件：用箭頭、用數(shù)字序號(hào)、用時(shí)間等表達(dá)時(shí)序。 內(nèi)部條件：對流程內(nèi)在機(jī)理的深入了解。比如對洗滌原

8、理的了解，就會(huì)在流程中安排兩次流程圖的序號(hào)或方框反映了環(huán)節(jié)、工序的具體情況。 漂洗；5、流程的分析：外部條件：設(shè)備和工藝水平的提高或完善。比如，只有在具備鍛壓設(shè)備時(shí)，才可能將法蘭生活與流程：盤的加工改為少量切削加工；科學(xué)合理的流程，可以指導(dǎo)我們正確地做事，提高工作和學(xué)習(xí)的效率，是我們的生活變得有 人員技術(shù)水平的提高。序、合理，為我們的安全提供保障（例洗衣、煮飯與燒菜的流程安排，碘鹽和味精佐料的加放流程，青霉素注射流程等） 。生產(chǎn)與流程：第三單元 系統(tǒng)與設(shè)計(jì)運(yùn)用科學(xué)合理的流程可以有效地組織生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、保證安全生產(chǎn)、保護(hù)環(huán)境等。 一、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：流程中工序的作業(yè)方式 串行和并

9、行。上一道工序完成之后才能進(jìn)入下一道工序 串 1、系統(tǒng)的含義：行。幾項(xiàng)工作同時(shí)進(jìn)行 并行，并行投入較大。 由相互聯(lián)系、 相互作用、 相互依賴和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機(jī)3、簡單流程圖的識(shí)讀：整體，稱為系統(tǒng)。識(shí)讀流程圖的要點(diǎn)： 找流程的環(huán)節(jié)，明確每個(gè)環(huán)節(jié)的功能和作用； 弄清流程中時(shí)序的 案例分析：自行車P64體現(xiàn)與特征； 流程是技術(shù)的核心概念之一。不同的流程，產(chǎn)生的效益往往不同，“理解流程 自行車由車架、車把、鞍座、前叉、腳蹬、鏈輪、鏈條、車輪（輪胎、輻條、車圈、氣門） 、就是質(zhì)量”、“流程就是效益”等。車閘、等主要部件組成。2、構(gòu)成系統(tǒng)，必須具備三個(gè)條件：二、流程的設(shè)計(jì)：

10、 第一，至少要有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的要素（部分）才能組成系統(tǒng)；1、流程設(shè)計(jì)的基本要求：第二，要素（部分）之間相互聯(lián)系、相互作用，按照一定方式形成一個(gè)整體；設(shè)計(jì)一個(gè)流程首先應(yīng)明確流程要實(shí)現(xiàn)的具體目標(biāo)。 第三，這個(gè)整體具有的功能是各個(gè)要素（部分）的功能中所沒有的。對生活方面的流程設(shè)計(jì)，主要考慮節(jié)省時(shí)間。提高工作效率。提高工作質(zhì)量等目標(biāo)3、系統(tǒng)的類型：對生產(chǎn)活動(dòng)的流程設(shè)計(jì)，主要考慮提高效率。提高質(zhì)量。保證安全。節(jié)省資源。 （1）自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)； （ 2）實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)：提高管理水平。提高經(jīng)濟(jì)效益。其他，如環(huán)保等。 人造系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)是自然系統(tǒng)；城市系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)是人造系統(tǒng)2

11、、流程設(shè)計(jì)中的基本因素：生物系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)是實(shí)體系統(tǒng)；哲學(xué)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)是抽象系統(tǒng)生產(chǎn)活動(dòng)中的流程設(shè)計(jì)的基本因素主要有材料、工藝、設(shè)備、人員、資金和環(huán)境等。 4、系統(tǒng)的基本特性研究內(nèi)在屬性與規(guī)律，就是流程設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的基本因素。 整體性、相關(guān)性、目的性、動(dòng)態(tài)性、環(huán)境適應(yīng)性。3、流程設(shè)計(jì)的步驟： （1）整體性：是系統(tǒng)最基本的特性，也是觀察和分析系統(tǒng)最基本的思想和方法。首先要明確設(shè)計(jì)的目標(biāo)和任務(wù)，明確流程所應(yīng)遵循的內(nèi)在變化規(guī)律。 系統(tǒng)是一個(gè)整體，它不是各個(gè)要素（部分）的簡單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素（部分）在孤其次，要分析現(xiàn)有材料、設(shè)備、資金、人員、工藝和環(huán)境因素。 立狀態(tài)下所沒有的。

12、系統(tǒng)的任何一個(gè)要素 （部分）發(fā)生變化或出現(xiàn)故障時(shí)， 都會(huì)影響其他要素 （部第三，列出流程涉及的主要事項(xiàng)，并進(jìn)行初步的排列。 分）或整體的功能的發(fā)揮。系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和。第四，分析各事項(xiàng)（步驟）之間先后順序，合理地安排流程的時(shí)序和環(huán)節(jié)。 （請掌握 P69頁的表格與巴爾扎克的塑像分析、木桶理論）第五，選擇一種合適的表達(dá)方式畫出流程圖，對于有嚴(yán)格時(shí)間要求的時(shí)序，要標(biāo)注時(shí)間。 （2）相關(guān)性：是指組成系統(tǒng)的各要素之間或系統(tǒng)整體與部分之間的相互作用、相互聯(lián)系。四、流程的優(yōu)化： 碳含量與合金鋼材料的整體性能的相關(guān)性1、流程的優(yōu)化及目的：梁的跨度與梁的厚度之間的關(guān)系流程的優(yōu)化： 在流

13、程的設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中，對流程進(jìn)行不斷的改進(jìn)以期取得最佳效果的過程。 （3）目的性：任何系統(tǒng)都具有某種目的，都要實(shí)現(xiàn)一定的功能，這正是區(qū)別不同系統(tǒng)的標(biāo)志。流程優(yōu)化的意義或者目的：提高工作效率、降低成本、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約能耗、減少環(huán)境對于復(fù)雜的系統(tǒng)，目標(biāo)有多個(gè)，往往用一個(gè)指標(biāo)體系來描述系統(tǒng)的目標(biāo)。污染、保證安全生產(chǎn)等。鐘表系統(tǒng)的目的性 1999 年我國開始的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整2、流程優(yōu)化的內(nèi)容： （4）動(dòng)態(tài)性：任何系統(tǒng)都是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，處在運(yùn)動(dòng)變化和發(fā)展之中。工期優(yōu)化、工藝優(yōu)化、成本優(yōu)化、技術(shù)優(yōu)化、質(zhì)量優(yōu)化等。 （5）環(huán)境適應(yīng)性：系統(tǒng)只有具有對環(huán)境的適應(yīng)能力，才能保持和恢復(fù)系統(tǒng)原有的特性。在進(jìn)行

14、流程優(yōu)化時(shí)，要綜合平衡，以取得整體優(yōu)化的成效。 春捂秋凍電冰箱放合適的位置飛機(jī)在空中適應(yīng)環(huán)境的飛行'.二、系統(tǒng)的分析： 四、簡單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)1、系統(tǒng)分析：為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)，運(yùn)用科學(xué)的方法對系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾臁?案例分析：手電筒照明供電部分的設(shè)計(jì) P87分析、比較、實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或?qū)υ械南到y(tǒng)提出改進(jìn)方設(shè)計(jì)要求 ：可照明的手電筒，攜帶方便，使用安全。案的過程。設(shè)計(jì)分析 ：系統(tǒng)分析的顯著特點(diǎn)是完整而不是零星地處理問題，考慮各種主要變化因素及其相互的影 可把手電筒照明供電部分分為照明和供電兩個(gè)子系統(tǒng)。照明子系統(tǒng)的要素是燈泡、導(dǎo)線，供電響

15、，全面地思考和解決問題。 子系統(tǒng)的要素是電源和開關(guān)。系統(tǒng)分析可以減少?zèng)Q策的失誤。目的：尋求解決問題的最佳決策。 手電筒的功能取決于它的各個(gè)組成要素，電源通過導(dǎo)線的連接驅(qū)動(dòng)燈泡發(fā)光，這些要素缺少任2、系統(tǒng)分析的一般步驟：何一個(gè)，手電筒都不能正常工作。明確問題，設(shè)立目標(biāo)；收集資料，制定方案； 選擇合適的元器件，使它們相互匹配，并能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。分析計(jì)算，評(píng)價(jià)比較；檢驗(yàn)核實(shí)，作出決策。設(shè)計(jì)方案 ：（結(jié)合田忌賽馬案例） 方案 A3、系統(tǒng)分析的主要原則：整體性原則（丁謂修復(fù)皇宮） 、科學(xué)性原則（三三進(jìn)九不如二五一十） 、 （1）設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的電路，畫出電路圖。綜合性（孝襄高速公路）原則。 （2）根據(jù)電路

16、圖，選擇元器件，如燈泡、干電池、導(dǎo)線等，并搭接電路。4. 系統(tǒng)優(yōu)化的目的： （3）通過控制開關(guān)，使燈泡發(fā)光。系統(tǒng)的優(yōu)化是指在給定的條件（或約束條件）下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)，采取一定的手段和 方案 B方法，使系統(tǒng)的目標(biāo)值達(dá)到最大化（或最小化） 。選擇元器件為發(fā)光二極管及干電池、金屬筒等，其他步驟參照方案 A。最小的成本 最大的利潤；最短的工期 更多的工程量；最少的能耗 更多的產(chǎn)品； 方案 C單位面積土地 更高的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。 （案例：農(nóng)業(yè)間作套種，家具利潤問題等）設(shè)計(jì)一個(gè)自發(fā)手電筒。5、影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素：指對系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并且可以認(rèn)為調(diào)節(jié)的因素。 方案 C不需要使用干電池，所以對環(huán)境

17、不產(chǎn)生污染。優(yōu)化目標(biāo)；目標(biāo)函數(shù)；約束條件（不能人為調(diào)節(jié)） ；影響因素（可以人為調(diào)節(jié)） 。 案例分析：室內(nèi)住宅電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) P896、系統(tǒng)最優(yōu)化方法：使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的目標(biāo)而提出的求解方法。數(shù)學(xué)模型 最優(yōu)解； 科學(xué)估算、試驗(yàn) 滿意解。結(jié)合案例，分析系統(tǒng)優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)。第四單元 控制與設(shè)計(jì)三、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)： 一、控制的手段與應(yīng)用1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的、方法與過程： 1. 控制的手段系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的與要求： 控制的含義：人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要從整體出發(fā)， 以系統(tǒng)整體功能的最優(yōu)為目的。 不同行業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著不同的技這就是控制。術(shù)要求。 案例分析：大禹治水 P

18、96系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用： 理解任何控制現(xiàn)象， 都要明確控制的對象是什么 ，控制要達(dá)到 什么目的 和采取 什么控制手段 。運(yùn)用系統(tǒng)的思想綜合考慮各部分之間的關(guān)聯(lián)、沖突問題。注重各部分的縱向、橫向聯(lián)系；依 例如：人力三輪車轉(zhuǎn)彎過程中的方向控制問題，其控制的對象就是人力三輪車，控制的目的據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性、環(huán)境適應(yīng)性，考慮當(dāng)前和長遠(yuǎn)。 是為了改變?nèi)嗆囆旭偟姆较颍?控制的手段是騎車人通過雙手轉(zhuǎn)動(dòng)車把， 改變前輪的方向并帶動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化： 首先從系統(tǒng)整體考慮優(yōu)化，統(tǒng)籌兼顧， 再在此基礎(chǔ)上完善各部分的設(shè)計(jì)。 后輪。2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟： 控制的手段：控制的實(shí)現(xiàn)需要通過一定的手段。 P

19、98將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)從控制過程中人工干預(yù)的情形來分，控制有人工控制和自動(dòng)控制。確定各子系統(tǒng)的目標(biāo)、功能及其相互關(guān)系 人工控制是在人的直接干預(yù)和全程干預(yù)下進(jìn)行的。人工控制又稱手動(dòng)控制。對子系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià) 自動(dòng)控制是指在無人直接參與的情況下，使事物的變化準(zhǔn)確地按照期望的方向進(jìn)行。對系統(tǒng)進(jìn)行總體技術(shù)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)等 按執(zhí)行部件的不同，控制可分為機(jī)械控制、氣動(dòng)控制、液壓控制、電子控制等。有時(shí)，控制3、簡單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：手段又可以綜合的。了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)解決的主要問題和基本的設(shè)計(jì)過程，寫出系統(tǒng)設(shè)計(jì)或系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的書面方案，包括必要的設(shè)計(jì)草圖以及量化數(shù)據(jù)。 （案例：手電筒照明供電部分的設(shè)計(jì)） 。 2

20、. 控制的應(yīng)用'.控制應(yīng)用到生活中，提高了人們的生活質(zhì)量。 （空調(diào)對房間溫度的控制使房間溫度適宜、自動(dòng)取款機(jī)縮短取款時(shí)間、自動(dòng)水龍頭等） 2. 開環(huán)控制系統(tǒng)生產(chǎn)中往往需要對溫度、濕度、壓力、速度及加工動(dòng)作等進(jìn)行控制，控制在生產(chǎn)中得到了極 控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng)。為廣泛的應(yīng)用。提高質(zhì)量和生產(chǎn)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 如十字路口的紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)、樓宇的防盜報(bào)警控制系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、公園的二、控制系統(tǒng)的工作過程與方式 音樂噴泉自動(dòng)控制系統(tǒng)、電子們鈴、自動(dòng)門、賓館自動(dòng)叫醒服務(wù)等。1. 控制系統(tǒng)：常采用方框來表示系統(tǒng)的環(huán)節(jié)， 用單向信號(hào)線來表

21、示系統(tǒng)信號(hào)傳遞的方向，這種圖稱為控制任何一種控制的實(shí)現(xiàn)， 都要通過若干個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)， 我們稱之為控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)的方框圖，它表示了系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的位置、功能和相互之間的關(guān)系。一般的控制過程都有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出，控制系統(tǒng)的輸入輸出之間有一定的對應(yīng)關(guān)系。 開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖如下：控制系統(tǒng)一般分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。案例分析：自行車行駛的速度控制的實(shí)現(xiàn) P102輸入量即控制系統(tǒng)的給定量，如游泳池進(jìn)水的設(shè)定時(shí)間；輸出量（被控量）即控制系統(tǒng)所要控制的量，也是控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)，如游泳池的水位案例分析：電風(fēng)扇的風(fēng)速控制的實(shí)現(xiàn) P102被控對象即控制系統(tǒng)中所要求的裝置或生產(chǎn)

22、過程，如游泳池；執(zhí)行器即直接對被控對象進(jìn)行控制的裝置或元件，如進(jìn)水閥門；控制器即對輸入信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件，如控制電路；控制量即執(zhí)行器的輸出信號(hào)，如流過閥門的水量。案例分析：1、水泵抽水控制系統(tǒng)P104接通電源 水流量 水管排出水 電機(jī) 水泵水管（輸入） （輸出）2、汽車自動(dòng)門開關(guān) 行程量門開 / 關(guān)傳動(dòng)裝置執(zhí)行活塞車門'.（輸入） （輸出） 是比較器，它將給定量與所檢測的被控量進(jìn)行比較，求出偏差值；控制器將這一偏差值進(jìn)行運(yùn)算處理，并向執(zhí)行器下達(dá)控制指令；3、賓館自動(dòng)叫醒服務(wù)執(zhí)行器根據(jù)指令對被控對象進(jìn)行控制，從而使被控量穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。時(shí)間輸入電腦控電信號(hào)鈴聲（輸入

23、） （輸出）制裝置撥號(hào)裝置電話機(jī)與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)多了一個(gè)由檢測裝置組成的環(huán)節(jié)。檢測裝置起到檢測輸出量與輸入量差值的作用例如：4、縫紉機(jī)的工作電冰箱的溫度控制系統(tǒng)腳踩的力 旋轉(zhuǎn)量輸出轉(zhuǎn)速腳踏板傳動(dòng)裝置縫紉機(jī)（輸入） （輸出）給定溫度+控制量溫度控制器壓縮機(jī) 空氣實(shí)際溫度5、走道路燈的聲光控制系統(tǒng)-溫度檢測裝置 有/ 無聲音 聲電電信號(hào) 燈亮 / 滅觸點(diǎn)延時(shí)開關(guān) 走道燈（輸入）傳感器 （輸出）三、閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋6、紅綠燈控制系統(tǒng)給 1. 干擾因素定滅/ 亮?xí)r序 控制量 燈滅/ 亮?xí)r序時(shí)序控制執(zhí)行電路紅綠燈（輸入） 裝置 （輸出）在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被

24、控量變化的各種因素稱為干擾因素。有的干擾因素是環(huán)境造成的，如影響自行車行駛速度的變化的自然風(fēng)等；7、希羅的自動(dòng)門有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機(jī)導(dǎo)航信號(hào)的手機(jī)信號(hào)等。在控制系統(tǒng)中，干擾因素可能有一個(gè)，也可能有若干個(gè)。控制系統(tǒng)在工作中必須克服干擾，使被控量穩(wěn)定。3. 閉環(huán)控制系統(tǒng)有些情況可以利用干擾因素實(shí)現(xiàn)某種目的。 如在軍事演習(xí)中，紅方利用一定頻率的電磁波對系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。藍(lán)方的信息指揮系統(tǒng)進(jìn)行干擾，使之不能正常工作。從反饋來看，閉環(huán)控制系統(tǒng)就是指在系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對控 2. 反饋制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)

25、。 （1）什么是反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控制量（輸出量）的偏差。 控制系統(tǒng)中， 將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回到輸入并與輸入量進(jìn)行比較的過程， 就是反簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖如下：饋。案例分析：投籃P110利用反饋來分析和處理被控制對象， 通過系統(tǒng)的輸出來調(diào)整系統(tǒng)的行為， 使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標(biāo)運(yùn)用的方法，稱為反饋方法。如普通電水壺將水加熱至沸騰時(shí)， 需要人工關(guān)閉電源， 而自動(dòng)電水壺具有擋水沸騰時(shí)自動(dòng)切斷電源的功能，終究是運(yùn)用反饋方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的結(jié)果。(2)閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程從反饋來看，閉環(huán)控制系統(tǒng)就是指在系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對控制過程產(chǎn)生影響的控制

26、系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控制量（輸出量）的偏差。一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠克服外界干擾，使被控量控制在給定值附近。檢測裝置測量出被控量并返回到系統(tǒng)的輸入端；'.案例分析：供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)P112四、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施被控對象：水箱 1. 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路被控量（輸出量）：水箱中的水位（實(shí)際水位）設(shè)計(jì)好一個(gè)控制系統(tǒng)，應(yīng)該明確這個(gè)系統(tǒng)要達(dá)到的目的是什么，執(zhí)行器：進(jìn)水閥門 所要控制的對象是什么，控制器：機(jī)械或電氣控制裝置 被控制對象有哪些重要的特性，干擾因素：水箱的出水量，水箱水面蒸發(fā)的水量等 被控量和控制量分別是什么，外界的主要干擾因素有哪些，選擇怎樣的設(shè)計(jì)

27、方案既能達(dá)到目的，+又能經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)，如何選擇設(shè)備和元件，等等。水流量給定水位連桿機(jī)械進(jìn)水閥門 水箱實(shí)際水位設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)， 是選擇開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，應(yīng)根據(jù)對控制精度的要求以及條件的可-浮子（水位檢測裝置）行性而定。能達(dá)到控制目的，采用易于實(shí)現(xiàn)的控制方式，降低控制成本、減少對環(huán)境的負(fù)面影響等，是我們進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須考慮的基本問題?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，還包括畫出必要的設(shè)計(jì)圖紙（控制電路設(shè)計(jì)或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）和實(shí)施圖紙、撰寫說明書等。（1）開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)案例分析：加熱爐的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)P113開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相對比較簡單，在明確設(shè)計(jì)要求，明確被控對象、被控量和控制量后，+即可考慮

28、具體控制系統(tǒng)的方案。 例如：普通電風(fēng)扇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，被控對象是電風(fēng)扇，被控量是電風(fēng)扇輸出的風(fēng)速，控制給定溫度控制器 加熱器 加熱爐 爐內(nèi)溫度量是電機(jī)的轉(zhuǎn)速；若是具有定時(shí)功能的電風(fēng)扇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，則需在開關(guān)環(huán)節(jié)加一個(gè)定時(shí)器。-電熱偶（溫度檢測裝置）案例分析：電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) P119設(shè)計(jì)要求：電吹風(fēng)能根據(jù)不同的擋位（如冷風(fēng)擋檔、熱風(fēng)擋）輸出不同種類的風(fēng)。設(shè)計(jì)分析：電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的被控對象是電吹風(fēng)裝置，被控量是風(fēng)的速度和溫度，控制量是（3）閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較電機(jī)的電壓，干擾因素是房間溫度、電源電壓的波動(dòng)等。開環(huán)控制系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡單，適用于控制精度要求不高而系統(tǒng)本身的元件又比較穩(wěn)定的場電吹風(fēng)的控制工作過程：電吹風(fēng)是要將其內(nèi)部電熱絲的熱量通過一個(gè)小電風(fēng)扇擴(kuò)散出去。合。 方案構(gòu)思：選擇開環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電吹風(fēng)的控制要求。閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較麻煩，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高。閉環(huán)控制系統(tǒng)是自設(shè)定風(fēng)的檔位就設(shè)定了電機(jī)的電壓和電熱絲的阻值， 接通電源后，電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)控制中廣泛采用的一種方式，用于要求高精度和高可靠性的場合。產(chǎn)生的風(fēng)通過電吹風(fēng)的電熱絲，輸出的就是與設(shè)定的風(fēng)種相對應(yīng)的風(fēng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)都是自動(dòng)控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)不一定是閉環(huán)控制系統(tǒng)。3. 功能模擬方法：以功能和行為的相似性為基礎(chǔ)，用“