通用技术《技术与设计2》.ppt

通用技术技术与设计2第三、四单元会考复习探讨,会考复习内容探讨,一、会考内容与会考要求二、例题,第三单元系统与设计,一、会考内容与会考要求(一)系统的结构1、系统的含义（理解）系统是由相互联系、相互作用、相互依赖、相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。2、构成系统必须具备三个方面的条件（理解）第一、有两个或两个以上的要素构成；第二、要素之间相互作用、相互联系，并按一定方式构成整体；第三、整体具有的功能是各个要素的功能所没有的。,3、系统的分类（了解）根据不同的需要，系统可分为:1)自然系统与人造系统、2)实体系统和抽象系统等不同的系统。,4、系统的基本特性（理解）1）整体性系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的，（21+1）2）相关性各要素间或整体与部分间的相互作用，相互联系3）目的性具有某种目的和功能4）动态性任何系统都处在运动变化和发展中5）环境适应性系统必须适应外部环的变化,(二)系统的分析1、系统分析的基本方法和一般步骤（应用）1）系统分析是一种科学决策的方法。系统分析的显著特点是全面思考和解决问题。借助于系统分析，可以正确地提出整体目标，恰当地选择方案，科学地确定行动的方略。2）系统分析的一般步骤，,明确问题设立目标,收集资料制定方案,分析计算评价比较,检验核实作出决策,2、系统分析的主要原则（了解）1）整体性：先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程；先看长远，再看当前。2）科学性：要尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量计算。3）综合性：当系统存在若干个目标时，应将目标排出优先次序，首先选取最优的目标，然后尽可能在不损害第一个目标的前提下完成下一个目标。,3、分析影响系统优化的因素（应用）1）影响系统优化的因素是指对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。2）通过对这些因素的优化，使要做的事达到最优的效果。,（三）系统的设计1、简单系统设计的方法(应用)1)含义:在系统分析的基础上，设计出满足预定目标的系统的过程。2)系统设计应考虑的主要问题系统设计的目的与要求系统各部分之间的相互联系与相互作用系统设计方案的优化3)系统设计的一般步骤。将系统分解为若干个小系统确定各子系统的目标、功能及相互关系对子系统进行技术设计和评价对系统进行总体技术设计和评价,2、简单系统设计的实现,简单系统设计的步骤和方法:1、设计要求：系统要达到的目的和要求2、设计分析：（1）系统分解若干个子系统（2）运用系统的思想考虑要解决的主要因素3、设计方案：4、试验和评价：,二、试题：,1、计算机程序属于什么系统，也属于什么系统：（）A、人造系统、抽象系统B、人造系统、实体系统C、自然系统、实体系统D、自然系统、抽象系统答案：A本题属容易题，主要考核对系统分类的了解,2、下面关于系统的叙述，错误的是（）A、系统是由两个或两个以上的要素组成B、整体具有的功能是各个要素的功能中所没有的C、在一个系统中，有时各要素之间往往是互不相干的，甚至是相互对立的D、任何系统都是一个动态的系统，处在运动变化和发展中答案：C本题属容易题，主要考核对系统含义的理解,3、前人虽不知系统论，但已经不自觉地应用了系统理论。在以下例子里，未能很好地体现系统理论的是（）A丁谓修复皇宫B田忌赛马C都江堰水利工程D阿斯旺水坝答案：D本题属容易题，主要考核对系统特性的理解,4、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一起没什么意义，但是如果将它们按照一定的结构形式造成一座桥梁，就具有了交通的功能，这个案例说明系统最基本的特性是：（）A、目的性B、动态性C、整体性D、适应性答案：C本题属容易题，主要考核对系统基本特性“系统的整体性”的理解,5、下列日常用语中体现系统环境适应性的是（）A春暖秋冻B丢卒保车C一招不慎、全盘皆输D三个臭皮匠顶个诸葛亮答案：A本题属容易题，主要考核对系统基本特性“系统环境适应性”的理解,6、电脑的主机箱应该放在通风良好的地方，如果放在封闭的空间就会造成电脑死机。这一现象说明系统具有的基本特性是()A整体性B.目的性C.相关性D.环境适应性答案：D本题属容易题，主要考核对系统基本特性“系统环境适应性”的理解,7、赵明同学家所在街道的人行道路在一年内进行了铺设通讯线路、煤气管道、下水管道修理三次施工，给市民带来了生活的不便，这说明对于道路的改造不符合系统设计的（）原则A、整体性原则B、动态性原则C、综合性原则D、人性化设计的原则答案：A本题属容易题，主要考核对系统分析主要原则“整体性原则”的了解,8、某些情况下，综合若干方案的优点，会取得意外效果现代医学采用中西医结合的方法攻克了许多疑难杂症上述例子利用了系统分析中的（）整体性原则科学性原则综合性原则定量分析方法答案：本题属容易题，主要考核对系统分析主要原则“综合性原则”的了解,9、关于系统分析以下说法错误的是（）A、系统分析是一种科学决策的方法B、系统分析的显著特点是全面地思考和解决问题C、系统分析是一种经验决策的方法D借助于系统分析，可以正确地提出整体目标，恰当地选择方案、科学地确定行动的方略。答案：C本题属容易题，主要考核对系统分析概念的理解,10、城市公交系统既要强化公共交通的安全，又要缩短车辆行驶的时间，实现社会效益和经济效益双丰收。上述例子利用了系统分析中的（）、综合性原则、科学性原则、整体性原则、定量分析方法答案：本题属容易题，主要考核对系统分析主要原则“综合性原则”的了解,11、系统优化的意义（）A、获取系统的最佳效益或最佳性能B、改善系统的环境C、调整系统的结构D、改变系统的特征答案：本题属容易题，主要考核对系统优化的理解,12、影响系统优化的因素是指（）A、对系统起着限制作用，并且不能人为调节的因素。B、对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。C、对系统起着限制作用，并且可以人为调节的因素。D、对系统的目标函数产生显著影响，并且不能人为调节的因素。答案：B本题属容易题，主要考核对系统优化的理解,13、分析题“阿波罗登月计划”总负责人韦伯博士认为，我们没有使用一项别人没有的技术。阿波罗登月飞船的每件东西都是原来已有的科学技术短程的物化，都有其特殊的功能，但就其单项技术来说，它的任何一个部件都不具有上天的功能，然而登月飞船却具有了宇宙飞行的功能。请你根据所学的系统知识，谈谈你对这段话的理解。,参考答案：1）整体性是系统的最基本特性。2）系统是一个整体，它不是各个要素的简单相加，系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的。3）系统的整体功能可以大于组成系统各部分的功能之和。4）阿波罗登月飞船是一个整体，虽然每一个部件不具有上天的功能，但是它们按照一定的结构形成一个整体，就具有了飞船的功能。本题属稍难题，主要考核对系统的整体性特性的理解,14、分析题请看故事：猴子和鹿比本领，看谁先摘到小河对岸那棵大树上的桃子。比赛开始，小鹿顺利地过了河，可来到大树下，却怎么也够不到桃子，在那里干着急。而小猴也因为不会游泳只能在河边打转。最后，还是小猴想出了办法，他对小鹿说：“兄弟，现在咱们谁都无法摘到桃子，就不用比赛了，不过你回来驮我过河，让我去摘桃子吧。”后来两人依照猴子的方法共同完成了摘桃子的任务。上面的故事可以用系统的观点加以说明，请你分析上面的故事。,分析题参考答案：猴子和鹿在各自独立的状态下都没有摘桃子的能力，当它们相互配合构成一个整体成为一个系统之后，却能够形成摘桃子的能力。这里可以用系统的整体性来解释：系统的各个要素由于相互的联系、作用、配合、甚至制约形成一个整体，同时整体产生了要素不具备的新功能。本题属稍难题，主要考核对系统的整体性特性的理解,15、分析应用题：澳门大桥是一座双向四车道（中间用栏杆隔离）的现代化大桥，连接了二个岛屿之间的交通，绝大部分居民都居住在A岛，工作在B岛，早晨上班时汽车大多数从A岛向B岛行驶，晚上下班时汽车又大多从B岛向A岛行驶，结果造成早晨A岛到B岛，晚上B岛到A岛的单向交通十分拥挤，澳门政府为了解决这个问题，向市民征求意见，最后一个小学六年级的学生的方案被采用了。你如何解决这个单向的交通拥挤问题？请提出解决这一问题的几种途径，并选择一种最经济、最有效可行、最容易实现的办法，运用系统分析方法，分步骤说明你分析思考的过程。,分析应用题参考答案：1、明确问题、设立目标：,解决上下班交通拥挤，要求经济、容易实现、有可行性。,方案：1）新建一座大桥。2）停用私家车，采用公交车上下班。3）采用活动栏杆，早晨上班A岛到B岛加宽到三车道，B岛到A岛缩小为一车道，晚上下班时相反。,2、收集资料、制定立案：,3、分析计算、评价比较：,方案一：新建一座大桥，投资大、工期长、不可行。方案二：采用公交车上下班，能解决交通拥挤，但停用私家车不现实，也不可行。方案三：采用活动栏杆，无需投资，并保持原有交通方式，又能解决交通拥挤，方案可行。,4、检验核实、作出决策：,经反复论证和试行，方案三行之有效，最终采用。本题属稍难题，主要考核对系统分析的应用能力,16、分析应用题：某中学设有两个学生食堂，正常情况下每个食堂的就餐人数是500人。近两年，随着学校办学规模的扩大，就餐人数随之增加，每个食堂就餐人数达到670人左右，每到中午就餐时间，学生们排着长队等待就餐。如何减少学生就餐排队时间？请提出解决这一问题的几种途径，并选择一种经济、最有效可行、最容易实现的办法，运用系统分析方法，分步骤说明你分析思考的过程。,参考答案：系统分析：1、明确问题、设立目标：解决就餐时的排队，要求经济、容易实现、有可行性。2、收集资料、制定方案：方案：1）新建一个学生食堂。2）不同年级学生的下课时间错开10分钟。3）在就餐时间增加食堂的窗口和工作人员。,3、分析计算、评价比较：方案一：新建一个学生食堂，投资大、工期长、不可行。方案二：不同年级学生的下课时间错开10分钟，无需投资，方案可行。方案三：在就餐时间增加食堂的窗口和工作人员，增加食堂的窗口和工作人员，也受到空间的限制，增加开支的限制。4、检验核实、作出决策：经反复论证和试行，方案2行之有效，最终采用。本题属稍难题，主要考核对系统分析的应用能力,3-2简单系统设计1、设计要求：系统要达到的目的和要求2、设计分析：（1）系统分解若干个子系统（2）运用系统的思想考虑要解决的主要因素3、设计方案：4、试验和评价：,台灯的设计方案,一、台灯的设计要求：,1、功能要求：基本的照明功能，辅助功能。2、技术指标：亮度300LX，不反光，不眩目，绝缘度1M等。3、外观要求：美观，具有一定的装饰果。4、耐用性：结构稳固，经久耐用。5、成本要求：不高于20元。,二、设计分析：,1、台灯设计需要考虑的主要因素:功能、结构稳定、安全可靠、成本适当、易于制作等2、可把台灯分解成支撑系统和电源系统，支撑系统的要素有底座、支撑架、灯罩；电源系统的要素有开关、电线、插头、灯头、灯泡3、对各要素进行具体设计分析1）支撑系统（1）底座：要保持稳定，底要大些；选择坚固的、不易碎的材料；体现个性化的风格。（2）支撑架：支撑灯罩，决定台灯的高度，还会影响到光线照射角度；应选择耐用、安全、低成本、美观的材料。,（3）灯罩：调节光线、安全保护；选择耐用、导热性弱、不透明、反光度适宜、颜色和谐等特性的材料。2）电源系统（1）开关：通断电源或调节光线亮度。（常见的台灯开关有拨动式开关、旋钮式开关、触摸式开关、光控开关、声控开关等。）（2）灯泡：应选择耐用且光线柔和的灯泡或灯管（中学生学习的时间较长，眼睛易疲劳，为了保护其视力，所要设计的台灯应连续平稳地发光，一般选择没有频闪或频闪较低的灯泡。）,（3）灯头：配套的灯头（4）电线：要求绝缘好、柔软、有一定的抗拉强度（花线、双绞线、护套线、电缆）（5）插头：三相插头三、台灯设计方案：方案1方案2方案3方案4,附加功能设计,在台灯底座上安装日历、笔筒、时钟等附件。或增加定时开关功能，自动报警功能。台灯材料的选择：要注意尽量就地取材；并且要尽量使用可再生资源；学会选择标准件。在作设计分析时，应考虑台灯各部分之间的关系，使之成为一个协调的整体。,四、方案的比较和优化,1、比较：在多个方案经构思形成之后，我们往往要对这些方案进行评判和比较，同时要从设计的目的出发，针对一些相互制约的问题进行权衡和决策，最后选出较为满意的方案或集中各方案的优点进行改进。,2、方案优化,1）优化时首先要考虑最关键因素；2）其次考虑稳定性和耐久性；3）最后考虑加工难易程度、成本、环保性等。方案的优化是一个综合考虑过程，它们相互关联、互相制约，要抓住设计的核心与关键，以达到最佳的效果。,第四单元系统与设计,一、会考内容与会考要求(一)控制的手段与应用1、控制的含义、控制的目的和对象（理解）1）控制的含义：人们按照自己的意愿和目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。2）根据案例理解什么是控制目的、控制对象2、控制的手段和方法(了解)1）从人工干预的情形来分：人工控制和自动控制,2）从执行控制的部件来分：机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等等。控制的手段可以是综合的。3、控制的应用(理解)控制广泛应用于日常生活、工农业生产、国防中的应用、社会生活。,(二)控制系统的工作过程与方式,给定量,被控量,控制量,控制器,执行器,被控对象,检测装置,1、开环控制系统的基本组成：（应用）控制系统的输出量不对系统的控制产生影响2、闭环控制系统的基本组成：（应用）控制系统的输出量返回到输入端对控制过程产生影响,控制量,（三）闭环控制系统的干扰与反馈,1、什么是干扰（理解）除输入量以外引起被控量变化的各种因素称为干扰。干扰由环境或人为所致，要克服也可利用（应用）。2、反馈的含义（理解）控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈,3、闭环控制系统中反馈环节作用（了解）4、闭环控制系统的工作过程（了解）5、功能模拟方法和黑箱方法（了解）1)功能模拟方法自动控制是机器模拟人的功能。这种用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法，就是功能模拟法。2)黑箱方法通过对黑箱（系统）输入与输出的研究，进而推断出黑箱（系统）内部结构及其功能的方法，就是黑箱方法。,（四）控制系统的设计（应用）,1、控制系统的设计主要应明确要达到的目的、控制对象、被控量和控制量、干扰因素的克服等，设计方案的选择既要达到目的，又要易于实现。2、设计一个控制系统的基本要求是稳定性、精度和抗干扰性能符合要求。3、设计步骤：1）设计要求2）设计分析3）方案构思,二、例题：1、普通家用自行车的刹车控制是属于：()A、机械控制B、气动控制C、液压控制D、电子控制答案：A本题属容易题，主要考核对控制手段的了解,2、学校的打铃系统目前一般都由电脑控制,其控制系统为()A.机械控制、闭环控制系统B.电子控制、闭环控制系统C.机械控制、开环控制系统D.电子控制、开环控制系统答案：D本题属容易题，主要考核对控制手段的了解,3、下列控制系统中属于自动控制系统的是（）A客厅电器按钮开关B普通旋转式自来水龙头C某园艺公司内的恒温房D汽车驾驶答案：C本题属容易题，主要考核对控制手段的了解,4、为了方便人们的出入,有些宾馆安装了自动门,当有人走近大门时,门就会自动打开,在这个过程中,控制系统的输入是()A.门的开启B.门的关闭C.电机转动D.人体发出的信号答案：D本题属容易题，主要考核对控制系统基本组成的理解,5、下列控制系统中，属于开环控制系统的是（）。A、电冰箱的温度控制B、计算机的CPU上的风扇的转速控制C、现代化农业温室的温度控制D、红绿灯定时控制系统答案：D本题属容易题，主要考核对控制系统工作过程的理解,6、简单的闭环控制系统区别于开环控制系统的环节是（）A控制器B执行器C被控对象D检测装置.答案：D本题属容易题，主要考核对控制系统基本组成的理解,7、在控制系统中克服干扰的主要手段是（）A增加反馈环节B加强人工监测C消除外界干扰因素D人工控制和自动控制相结合答案：A本题属容易题，主要考核对控制系统主要干扰因素的了解,8、自行车刹车控制过程如下：刹车时，施加一定的握把力，通过杠杆系统，使刹车片压紧车圈（或轮轴），车轮减速。刹车握紧力与车轮转速一一对应。这是一个开环控制系统，其方框图如下。在这个控制系统中执行器是（）。A握把B杠杆系统C刹车片D车轮答案：C本题属容易题，主要考核对控制系统基本组成和工作过程的理解,第27题图,9、下图是水泵抽水控制系统的方框图其中，电机充当（）A、控制器B、执行器C、被控对象D、控制量答案：A本题属容易题，主要考核对控制系统基本组成的理解,10、闭环控制系统中的反馈环节的主要作用是（）A、减少输入量的偏差B、减少输出量的偏差C、消除干扰因素D、实现自动控制答案：B本题属容易题，主要考核对控制系统反馈环节作用的了解,11、“黑箱”方法主要是研究系统的（）A输入与输出的关系B内部与外部的关系C结构与功能的关系D要素与整体的关系答案：A本题属容易题，主要考核对控制系统黑箱方法的了解,12、分析供水水箱的水位自动控制系统方框图，请回答下列问题,（1）本控制系统中的反馈环节是如何工作的？（2）本控制系统的控制对象是什么？被控量和输入量是什么？（3该控制系统工作时，主要的干扰因素有哪些,（1）本控制系统中的反馈环节是这样工作的:当水箱的水流量增大时,水位下降,液位传感器测出水位后与给定值比较,其偏差进入控制器,通过控制器的输出信号调节阀门,将阀门开大,使水位回到给定值;反之亦然（2）本控制系统的控制对象是水箱,被控量是实际水位,输入量是给定水位（3该控制系统工作时，主要的干扰因素有水箱的出水量和水的蒸发本题属稍难题，主要考核对控制系统工作过程和主要干扰因素的了解和应用.,13、分析家用电冰箱温度控制系统方框图，请回答下列问题。,(1)本控制系统中的反馈环节是如何工作的？（4分）(2)本控制系统中的控制对象是什么？被控量和输入量是什么？（3分）(3)该控制系统工作时，主要的干扰因素有哪些？（2分),(1)本控制系统中的反馈环节是这样工作的:当冰箱内的温度升高时,电冰箱测量装置测出温度后与给定值比较,其偏差进入控制装置,通过控制装置的输出信号控制制冷装置起动,使温度回到给定值;反之亦然（4分）(2)本控制系统中的被控对象是冰箱,被控量是冰箱实际温度,输入量是设定温度（3分）(3)该控制系统工作时，主要的干扰因素有冰箱门被打开、放入热的食品、环境温度变化大、电压波动等。（2分)本题属稍难题，主要考核对控制系统工作过程和主要干扰因素的了解和应用.,14、如图所示是水箱液位控制系统，当水箱出水量大时,水位下降浮子下沉，带动活塞偏离进水口位置，此时进行补水直到水箱里的水位上升到给定水位，浮子上浮，活塞归位。在这个系统中，浮子、活塞以及两者之间的连杆机构组成一个杠杆系统。试回答以下问题：（1）该控制系统是开环控制还是闭环控制？（2分）（2）该控制系统的输入量和输出量分别是什么？（2分）（3）该控制系统中浮子起什么作用？（2分）（4）画出控制系统的框图。（4分）,答：（1）闭环控制系统（2分）（2）输入量：给定水位输出量：实际水位（2分）（3）该控制系统中浮子起检测输出量和输入量差值的作用。若学生回答起反馈作用也认为正确。（2分）（4）控制框图如下：（4分）,本题属稍难题，主要考核对闭环控制系统基本组成的理解和简单方框图应用,16、加热炉的温度自动控制系统是闭环控制系统，炉内的温度可以通过控制器来控制使之稳定在给定的温度值上。控制系统由控制器、执行器、被控对象和检测器等组成。被控对象：加热炉；被控量：炉内温度；执行器：炉内的加热器；控制器：一种电子或微机控制装置。它根据输入给定植与检测反馈值的比较信号控制执行器的动作；检测器：热电偶（具有检测和传感的作用），它将信号返回到输入端，构成反馈环节。（下图是加热炉的温度自动控制示意图）请根据以上信息回答以下问题：,请根据以上信息回答以下问题：1、请画出加热炉的温度自动控制系统的方框图。（3分）2、通过给定的信息，简要说明它的工作过程。