3.3系統(tǒng)的優(yōu)化說課稿公開課一等獎?wù)n件省賽課獲獎?wù)n件

第三節(jié)

系統(tǒng)的優(yōu)化

學(xué)習(xí)目的1、理解系統(tǒng)優(yōu)化的意義2、能分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素3、初步掌握系統(tǒng)最優(yōu)化的辦法

系統(tǒng)優(yōu)化的意義？探究一：鳥巢圖片觀賞國家體育館鳥巢原設(shè)計方案系統(tǒng)優(yōu)化案例一：鳥巢我們再來看2008奧運會的主會場“鳥巢”，“鳥巢”采用是什么構(gòu)造？鳥巢使用的重要材料是？鳥巢采用是大跨度重型鋼構(gòu)造體系，它在設(shè)計過程中也在不停的優(yōu)化調(diào)節(jié)，其中有一項調(diào)節(jié)是取消了可啟動屋蓋、擴大了屋頂開孔，優(yōu)化后方案，減少用鋼量1.2萬噸，造價減少了約4億元。鳥巢去蓋后，在哪方面得到改善？案例二：飛人劉翔提到奧運會的主會館，就想到飛人劉翔在08年奧運會由于腳腱受傷遺憾退出賽場的情景，全運會劉翔再次天證明了自己。劉翔發(fā)明了亞洲田徑的的奇跡，除了和他本身的身體條件和天賦外，還和孫海平教練的訓(xùn)練辦法是分不開的，孫海平對劉翔的訓(xùn)練辦法在不停的優(yōu)化調(diào)節(jié)，孫海平教練說“思考出劉翔訓(xùn)練的新思路，這比什么都故意義”。

系統(tǒng)優(yōu)化的意義：系統(tǒng)的優(yōu)化：P（87）在給定的條件下，通過一定的手段和辦法，使系統(tǒng)獲得最佳的功效或更佳效益的過程。以最小的投入，獲取系統(tǒng)的最佳效益或最佳功效。【案例分析】

北京航天橋附近居民的臥室距離阜石路高架橋直線距離局限性30米，樓下尚有公交車站。道路噪音嚴(yán)重影響居民的正常睡眠Ⅰ類原則合用于以居住、文教機關(guān)為主的區(qū)域。Ⅱ類原則合用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)及商業(yè)中心區(qū)Ⅲ類原則合用于工業(yè)區(qū)。Ⅳ類原則合用于交通干線道路兩側(cè)區(qū)域。噪音的危害190分貝造成死亡140分貝歐盟界定的造成聽力完全損害的最高臨界點139分貝卡卡、梅西球迷的吶喊聲130分貝火箭發(fā)射的聲音125分貝噴氣式飛機起飛的聲音120分貝在這種環(huán)境下呆超出一分鐘即會產(chǎn)生臨時耳聾110分貝螺旋漿飛機起飛聲音、搖滾音樂會的聲音105分貝永久損聽覺100分貝氣壓鉆機聲音、壓縮鐵錘捶打重物的聲音90分貝嘈雜酒吧環(huán)境聲音、電動鋸鋸木頭的聲音85分貝及下列不會破壞耳蝸內(nèi)的毛細胞80分貝嘈雜的辦公室、高速公路上的聲音75分貝人體耳朵舒適度上限70分貝街道環(huán)境聲音50分貝正常交談聲音20分貝竊竊私語選擇適宜的優(yōu)化辦法討論：如何改善噪音的污染，優(yōu)化村民所處環(huán)境（系統(tǒng)）？選擇適宜的優(yōu)化辦法減小噪音原則：一、聲源處削弱二、傳輸過程中削弱三、接受處削弱1、密閉聲源，在聲源處建造隔聲墻，避免噪聲直接向外傳輸。2、給機器上足潤滑油，即避免產(chǎn)生噪音，又能保護機器。3、加強綠化，在繁雜的公路兩旁植樹造林，形成屏障。4、給添置隔音設(shè)施。5、在耳朵處加塞隔音裝置，如好的耳塞。選擇適宜的優(yōu)化辦法選擇適宜的優(yōu)化辦法建造隔聲墻高架路上的隔音墻生態(tài)型聲屏障選擇適宜的優(yōu)化辦法給機器上足潤滑油選擇適宜的優(yōu)化辦法公路兩旁植樹造林選擇適宜的優(yōu)化辦法加塞耳塞系統(tǒng)優(yōu)化的意義修建隔音墻，以較小的投入，獲得了好的治理噪音污染的效益，使社會環(huán)境大系統(tǒng)的整體得以優(yōu)化。系統(tǒng)被改善了，就是系統(tǒng)被優(yōu)化了。獲得系統(tǒng)的最佳效益或最佳功效，就是系統(tǒng)優(yōu)化的意義。如果你是村長：如何為本村筑好一條致富路——影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素1、系統(tǒng)優(yōu)化的普通性環(huán)節(jié)⑴需要進行優(yōu)化的問題交通閉塞⑵選擇適宜的優(yōu)化辦法——優(yōu)化方略與籌謀修路勘測預(yù)算選擇適宜的筑路辦法和計劃（根據(jù)本村的人力、物力、財力）⑶驗證與實施條件校驗實施與調(diào)節(jié)擬定路線擬定土石方量、器材種類與數(shù)量、人力、經(jīng)費校驗人力、物力、財力與否含有。合理分派，節(jié)省資源，促使優(yōu)化指標(biāo)和約束條件得以滿足。及時調(diào)節(jié)，計劃與施工，再進入優(yōu)化進程。①優(yōu)化追求的目的要適度。②系統(tǒng)優(yōu)化離不開條件，條件與否含有直接影響優(yōu)化。③某些不擬定的或不可預(yù)見的因素也會影響系統(tǒng)的優(yōu)化。④但愿投入最小，而獲得的效益最大。影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素：最優(yōu)化辦法解決問題的普通環(huán)節(jié)1、提出需要優(yōu)化的問題和目的，收集有關(guān)資料和數(shù)據(jù)。2、分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的多個因素，擬定變量，建立有關(guān)約束條件，建立求解最優(yōu)化問題的有關(guān)數(shù)學(xué)模型，分析模型。3、選擇適宜的最優(yōu)化辦法。4、分析求解。5、最優(yōu)解的驗證和實施?？茖W(xué)的估算、實驗優(yōu)化系統(tǒng)的辦法案例：利潤問題某家具廠要安排一周的生產(chǎn)計劃，產(chǎn)品是桌子和椅子。制作一張桌子需4m2木板及時性20小時的工時，制作一只椅子需6m2木板及18小時的工時，每七天能擁有的木板是600m2，可運用的工時是400小時；每張桌子的利潤是50元，每只椅子的利潤是60元。按合同每七天最少要交付8張桌子和5只椅子，并假定全部的產(chǎn)品都能夠銷售出去。問：該廠每七天生產(chǎn)桌子和椅子的數(shù)量分別是多少時，能獲得最大利潤？Smax=50x+60y4x+6y≤60020x+18y≤400x≥8,y≥5設(shè)每七天生產(chǎn)桌子X張，生產(chǎn)椅子Y張，則有：答案8張桌子,13張椅子,最大利潤為1180元通用計算，我們得到的就是最優(yōu)解，按每七天8張桌子、13張椅子的方案生產(chǎn)就能夠獲得最大的利潤，像這種系統(tǒng)優(yōu)化叫做系統(tǒng)最優(yōu)化。農(nóng)夫過河的故事有一種農(nóng)夫帶一匹狼、一只羊和一棵白菜過河。如果沒有農(nóng)夫看守，則狼要吃羊，羊要吃白菜。但是船很小，只夠農(nóng)夫帶同樣?xùn)|西過河。請問農(nóng)夫該如何解決此難題？

1、農(nóng)夫帶羊過去

2、農(nóng)夫回來

3、農(nóng)夫帶狼過去（能夠選狼或白菜之一）

4、農(nóng)夫帶羊回來

5、農(nóng)夫帶白菜過去（如果3是帶白菜過去，那么5就是農(nóng)夫帶狼過去）

6、農(nóng)夫獨自回來

7、農(nóng)夫帶羊過去戰(zhàn)國時代，齊王常與他的大將田忌賽馬，雙方商定每場各出一匹馬，分三場進行比賽。齊王的馬有上、中、下三等，田忌的馬也有上、中、下三等，但每一等都比不上齊王同等的馬，于是田忌屢賽屢輸。一日，田忌的來賓、對軍事頗有研究的孫臏給田忌出了一種主意，成果以二比一贏了齊王。

案例分析：

田忌的賽馬共有6種方案——

田忌齊王田忌齊王（1）上馬：上馬

中馬：中馬

下馬：下馬（2）上馬：上馬

中馬：下馬

下馬：中馬（3）上馬：中馬

中馬：下馬

下馬：上馬（4）上馬：中馬

中馬：上馬

下馬：下馬（5）上馬：下馬

中馬：上馬

下馬：中馬（6）上馬：下馬

中馬：中馬

下馬：上馬在以上各方案中，齊王與田忌的賽馬結(jié)局有以3：0贏的，也有以2：1贏的，但只有一種狀況是田忌以2：1取勝于齊王的，孫臏正是把這種方案推薦給了田忌，就是上述方案（3）。小結(jié)：1、系統(tǒng)優(yōu)化的意義2、影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素1、系統(tǒng)優(yōu)化的意義（）。A．獲取系統(tǒng)的最佳效益或最佳功效

B．改善系統(tǒng)的環(huán)境C．調(diào)節(jié)系統(tǒng)的構(gòu)造

D．變化系統(tǒng)的特性A2、下列選項中不屬于系統(tǒng)優(yōu)化的是（）A、農(nóng)作物套種增產(chǎn)

B、施工方式從依次施工改為平行施工C、普通臺燈變?yōu)檎{(diào)光臺燈

D、電腦操作系統(tǒng)升級C3、王林家新買了一輛汽車，為了節(jié)省燃油，采用了下列系統(tǒng)優(yōu)化方法，其中不對的的是（）

A、合理使用汽車空調(diào)

B、保持汽壓適宜

C、每次加油時將油箱加滿

D、減少不必要的負載C4、某電動助動車生產(chǎn)公司為了提高產(chǎn)品的競爭力，對助動車各個部分全方面分析和優(yōu)化，下面不是以提高使用性能為優(yōu)化目的的方法是（）A．增加太陽能電池板，運用太陽能充電B．優(yōu)化零部件的加工工藝，提高生產(chǎn)效率C．優(yōu)化傳動系統(tǒng)，以節(jié)省用電、提高速度D．應(yīng)用人機工程學(xué)原理改善座墊、腳踏板的設(shè)計，提高騎行時的舒適度B5、某都市為了提高其形象，將公交車站牌與其它影音設(shè)備結(jié)合，構(gòu)成智能化公交車站信息裝置，如圖所示，該裝置中采用了下列優(yōu)化方法：①配備液晶電視；②配備公交車位置和到站時間的動態(tài)顯示裝置；③采用36伏安全電壓；④減小站牌尺寸；⑤站牌上設(shè)立對